工程异常的分析及判断方法PPT课件.ppt

综合录井工程参数异常判断 一 引言二 综合录井工程参数及用途三 工程异常的分析及判断方法四 结束语 录井的概念录井是石油工程的组成部分 录井一般是指在钻井过程中 通过人工或仪器对钻井施工参数 地下岩性 地层流体性质等进行地面或井下实时连续记录和进行分析评价 录井分为常规录井 综合录井和特殊录井 常规录井一般侧重于对地质参数的录取和分析 主要是解决地质问题 如地层分层 岩性 油气水分析等 所用仪器有钻时仪 气测仪 荧光仪等 综合录井侧重于在地质参数录取和分析的同时 也要对工程参数进行录取记录 为工程施工提供分析依据 所用仪器有各类综合录井仪 荧光仪 碳酸盐分析仪 泥页岩密度仪等 特殊录井一般指非常规的地质分析服务或新技术推广应用服务 如地化仪 定量荧光分析仪 核磁共振仪 水分析等 也可以纳入综合录井的范畴 综合录井为地质研究人员提供录井地质剖面 岩性数据 地层流体数据等 也为工程施工技术人员提供监测参数 终端监视器 监测和分析工程施工情况 近年来 各大录井服务公司开始提供录井Tnternet互联网信息远程传输存储服务 为科学高效石油钻探开辟了新途径 这是现场钻探信息化的开端 也是录井信息化的发展方向 一 引言 综合录井的意义综合录井仪的全面使用 不仅为油气勘探提供了发现油气显示的有效手段 而且通过实时监测钻井工程参数的变化 对确保安全优化钻井也发挥了重要作用 在钻井过程中应用综合录井仪 能够直接监测到钻井工程参数 钻井液参数 气体参数等 可以连续监测钻井施工全过程 通过科学合理地分析 总结参数变化规律特征 可实现对钻井过程中工程异常情况的分析判断和预报 进而指导安全优化钻井 这就是工程录井的意义 转盘转速 泵冲 扭矩 大钩负荷 立管压力 套压 大钩高度等 流量 钻井液池体积 钻井液温度 钻井液密度 钻井液电导率等 钻井参数 钻井液参数 二 综合录井工程参数及用途 其他派生参数 钻压 钻时 dc指数 校正钻速等 钻井工程参数的主要用途 一 进行实时工程监测 优化钻井 保证钻井安全施工 二 结合气体检测参数评价油气层 6 钻井工程参数用途 7 钻井工程参数用途 8 1 井涌 井涌是钻井液和地层流体在地层压力的作用下涌出井口的现象 溢流是井涌的初始警告 井喷是井涌进一步恶化的最终结果 1 钻遇异常高压地层 地层超压驱动地层流体大量进入井筒中形成井涌 产生井涌的主要原因 2 钻井液密度因地层流体的不断侵入而降低形成负压 失去平衡地层压力能力 加上地层流体的侵入程度的进一步加剧 最终形成井涌 3 在井底压力近平衡状态下停止循环时 作用于井底的环空压耗消失 造成井底压力小于地层压力而引发井涌 4 起钻时未按规定补充钻井液使井筒液面下降 导致液柱压力降低 5 井漏时钻井液补充不及时使井筒液面下降 6 起钻时 尤其是钻头泥包时 因起钻抽汲作用使井底产生负压诱发井涌 三 工程异常的分析及判断方法 井涌的判断方法 1 钻进过程中发生井涌 参数变化情况 入口流量无变化 出口流量间歇性变化 增大 钻井液体积增加 钻井液密度减小 温度升高 以油或水为主 或降低 以气为主 电阻率升高 以水为主 或降低 以油或气为主 立管压力有下降趋势 全烃 组分检测数值可能增加 可能伴有H2S等有毒有害气体出现 2 起下钻发生井涌钻开油气层以后 在起下钻过程中 施工措施不当将诱发井涌 井喷 下钻时发生井涌 出口返浆量大于正常的返浆量 在后续钻具未入井前井口有溢流 出口流量和钻井液池体积增大 起钻时发生井涌 出口流量和钻井液池体积增大 井口有溢流 井涌工程预报实例 2984 80米 综合判断为气涌 10 2 升到58 34 2003年3月18日22 15 0 89g cm3降到0 80g cm3 17 1 升到37 2 0 39s m降到0 33s m 243 1m3上升到246 5m3 井漏是钻井液从井眼漏入地层的一种钻井现象 产生井漏的原因 1 钻入裂缝 孔洞发育的碳酸盐岩地层 基岩风化壳 断层破碎带或高孔隙度的碎屑岩地层 2 液柱压力大于地层破裂压力将地层压裂产生井漏 3 下钻速度过快 引起压力激动 4 钻入异常低压地层 2 井漏 井漏的判断方法 出口流量减小 钻井液体积减小 入口流量无变化 立管压力可能降低 可能有放空现象 钻进过程中井漏参数变化情况 判断为井漏通知钻井队 井漏工程预报实例 12月12日18 48钻至3387 66m 池体积 开泵钻进 继续井漏 下降 钻具刺漏是钻井中较为常见的现象 发生钻具刺漏的原因是由于钻进所使用的钻具较为陈旧 钻井液对钻具腐蚀以及钻进时使用的泥浆泵泵压较高 这些都容易引起钻具刺漏 3 钻具刺漏 1 钻具刺漏的原因 钻具刺漏的明显特征是泵冲稳定的情况下 泵压缓慢下降 但要注意区别钻井液加重后密度不匀引起的泵压下降以及由于泥浆泵上水不好引起的泵压下降 2 钻具刺漏的判断方法 钻具刺漏工程预报实例 2004年4月27日7 38 2138 29m 9 5MPa 8 7MPa 97冲 预报为刺钻具 7 8MPa 起钻检查钻具 发现1号钻挺横向刺穿23cm 多次预报 2139 12m 4 断钻具 1 断钻具的原因 2 断钻具的判断方法 悬重下降 泵压突降 扭矩突降以及出口流量增加 起钻过程中断钻具表现为大钩负荷持续上升然后突降 并且小于钻具总量 就可能是钻具被拔断 是由于钻进所使用的钻具较旧 钻进中没有及时发现钻具刺漏 钻进时因溜钻 顿钻引起的扭矩急剧升高以及起钻过程中遇卡后野蛮性的强提拉断钻具 2005年4月27日20 00 947 6KN 53突增到62 14 2突降到8 1 1220 2KN 17 8MPa降到17 0MPa预报为刺钻具 立压降为16 2MPa 20 15 预报为断钻具 起钻检查钻具 落鱼长度为145 70米 80冲 81冲 断钻具工程预报实例 原因 牙轮钻头 牙轮由于长时间在高压下滚动 牙轮上的牙齿 牙轮轴承使用到一定程度就会磨损 松动 甚至脱落 刮切类钻头 钻头牙齿切削地层岩到一定程度时 钻头上镶的牙齿会脱落或磨平 5 钻头终结 钻头终结工程预报实例 2003年10月15日8 10 3518 00m 扭矩10 23KN m 8 303518 46m11 35KN m 跳变幅度增大 预报为钻头终结 9 50扭矩14 2KN m 跳变幅度进一步增大 判断方法 扭矩增加 扭矩波动变大 机械钻速变慢 6 掉水眼 原因 水眼安装不到位 钻井液沿水眼周边刺漏 最后刺掉水眼 判断方法 泵压缓慢下降 刺漏到一定程度时水眼刺掉 泵压不再下降 转盘扭矩鳖跳 钻速降低 2004年10月16日18时07分 3519 70m 泵冲85稳定 19 10Mpa 15 60Mpa 起钻检查 发现一水眼脱落 掉水眼工程预报实例 7 堵水眼 原因 判断方法 下钻过程中由于钻头没有做防堵水眼措施 或钻进时钻井液中大颗粒物体进入水眼 将水眼堵死 钻井液无法循环 下钻到井底开泵或钻进循环时 泵压持续升高 停泵后泵压不降或下降很慢 通常情况下判断为水眼堵 堵水眼工程预报实例 9月26日4 38 2969 38m 判断为堵水眼 立即通知钻井队 立压 8 钻头泥包 原因 判断方法 在钻遇大段泥岩时 由于钻头选型不合理或转盘转速 钻压 泵压等工程参数的搭配不合理 易产生钻头泥包 机械钻速会明显降低 扭矩变小而且波动变小 扭矩曲线较钻头没有泥包时平滑 泵压会略微上升 机械钻速会明显降低 扭矩变小而且波动变小 扭矩曲线较钻头没有泥包时平滑 9 卡钻 遇阻 原因 判断方法 井眼缩径或井壁垮塌 将导致下钻时遇阻 上提钻具时遇卡 处理不当 将引起卡钻事故 起钻遇卡时 上提钻具 大钩负荷将持续上升并远大于钻具的实际负荷 下钻遇阻时 大钩负荷将持续下降并小于钻具的实际负荷 卡钻工程预报实例 10 溜钻 顿钻 原因 判断方法 溜钻一般是送钻不均匀 在钻头上突然施加上超限的钻压 导致钻具压缩 井深突然增加的现象 顿钻是在钻头提离井底后 由于未控制好刹把 钻具自然下落 导致钻具压缩 井深突然增加的现象 溜钻时 井深跳进 钻时加快 钻压突然增加 扭矩也突然变大 顿钻时 井深跳进 钻时加快 钻压突然增加 溜钻工程预报实例 2002年12月25日14 52 2806 06米 井深跳至2806 75米 扭矩由1 5KNm突增到3 5KNm 11 井塌 原因 判断方法 最可靠的依据是井内返出的岩屑情况 循环返出的岩屑较正常时量大 块大 岩性杂及颜色杂 井壁垮塌后 录井参数表现为泵压上升 流量增加 扭矩增大 井壁垮塌一般是由于地层与钻井液性能的不匹配以及工程上的钻具组合不当引起的 循环返出的岩屑较正常时量大 块大 岩性杂及颜色杂 井壁垮塌后 12 快钻速 高气测值 在钻井过程中 遇到快钻速 高气测 就要根据地质概况 实际工程 地质设计综合判断 主要是对高压层 漏失 井涌等的监测 针对这些异常 要特别重视 第一时间汇报给监督或司钻 提醒他们注意 四 结束语 在钻井过程中 钻井工程异常情况随时都可能发生 其特征也是千变万化的 在录井现场能否