综合地质录井中异常预报研究

2022-09-11

钻井异常事件按其引发机理及后果异常参数类型可分为:地质异常事件、钻井液参数异常、钻井工程参数异常、地层压力检测参数异常等。在异常显示对比分析和综合判断解释的基础上, 确定异常事件的类型并尽快发出异常事件预报。

一、工程异常预报

工程异常预报, 通过综合录井仪监测和记录参数包括:钻压、立压、泵冲、转盘扭矩、钻时、大钩负荷以及钻时、钻井成本等。钻井事故异常预报, 包括:刺泵、钻具刺漏、掉水眼、遇阻和卡、断钻具、牙轮脱落等循环系统问题;牙轮钻头使用寿命终结、井壁垮塌等。综合录井监测参数变化与工程事故有直接对应的关系。

二、地质异常预报

地质异常事件监测和记录参数包括:部分工程参数, 钻井液参数 (温度、入口和出口密度、电导率、入井液体积、立压、流量、泵冲等等。通过监测钻井液参数变化可以掌握井筒和地层压力平衡情况、地层液体流动情况, 录取钻井液异常预报, 分析资料情况可以避免井漏、井喷等重大事故的发生, 处理水侵、油侵的发生, 创造有利的施工条件。

1. 钻井液循环系统异常预报

循环系统异常预报有:刺泵、管线刺漏、掉水眼、堵塞水眼、钻具刺漏等情况, 其中可以直接表现循环系统异常的参数是立管压力变化。在高压喷射钻进、排量大、泵压高及循环液含砂过高时, 循环系统容易出现刺漏事故。判断的参数有泵速、立压, 一般情况下立压与泵速是正比关系。

2. 钻具重量系统异常的监测和预报

(1) 出现钻具遇阻、遇卡时, 扭矩增大或大幅度波动, 上提钻具大钩负荷增大, 下放钻具大钩负荷减少, 立管压力升高。 (2) 当出现溜钻或顿钻时, 钻压突然瞬间增大, 大钩负荷瞬间减少, 大钩下降速度突然瞬间加快, 扭矩突然间增大, 立压上升, 钻时骤减, 深度跳进。 (3) 出现钻具断裂时, 首先是悬重变小, 扭矩基值变小, 发生严重蹩跳钻, 立压下降, 继续钻进时下放钻具, 断口弥合, 泵压回升, 上提时立管又下降。 (4) 在钻进过程中, 钻头牙轮掉落时, 转盘扭矩增加, 动力设备负荷加重, 会突然发生蹩跳或打倒车。上提划眼时, 钻具转动自如, 扭矩基值变小, 且波动变小;划眼到底, 蹩跳严重无进尺, 钻具悬重无明显变化, 立压有轻微异常显示。

3. 快钻时、放空监测和预报

一般在砂泥岩剖面钻进遇到储层或岩层会提高钻速, 碳酸盐岩地层钻到缝洞发育的井段时, 会因为放空现象, 出现钻速加快的现象。预报参数表现为:为钻压突然瞬间减少或为零, 大钩负荷突然瞬间增加。大钩下降速度突然瞬间加快, 钻时骤减, 深度跳进。经过迟到时间间隔后, 若钻到油气层, 综合录井仪会有油气显示;若遇到盐层, 会出现盐侵, 导致电导率上升;若遇到水层, 会出现水侵现象。

三、钻井液参数异常预报

钻井液参数包括温度、入口和出口密度、电导率、入井液体积、立压、流量、泵冲等等。

在异常显示对比分析和综合判断解释的基础上, 可以预防井喷、井漏等事件的发生。通过监测钻井液参数变化可以掌握井筒和地层压力平衡情况、地层液体流动情况, 可及时处理水侵、油侵的发生。

1. 井漏异常预报

井漏是指循环时, 钻井液柱压力大于地层压力导致漏入地层的现象。钻进过程中, 发生井漏, 入口流量、泵冲无变化, 钻井液池体积减少, 池溢漏减少, 出口流量减少, 立管压力降低, 气测全烃值降低或无变化。

2. 井涌的监测和预报

井涌是当地层压力远远大于液柱压力的情况下, 地层压力进入井筒后与钻井液一起溢出井口, 出现井涌现象后, 入口流量、泵冲无变化, 钻井液池体积增加, 池溢漏增加, 密度减小, 出口流量增大, 出口电导率升高或降低, 立管压力降低, 气测全烃值可能增大。

3. 盐侵的监测和预报

盐侵是指钻头钻到盐膏层时, 由于盐层的水溶性影响, 遇到水基钻井液会溶解导致循环液污染, 性能发生变化, 对盐侵的监测和预报依据参数是电导率。由于钻速加快, 出现盐侵时, 电导率上升, 上升幅度依据盐侵程度有差异, 采用淡水钻井液可在取样中发现盐垢, 导致钻具上下过程中遇卡, 拉力出现明显变化。

4. 油气水侵的监测和预报

油气水侵指地层压力大于循环液柱压力, 储层中油气水进入钻井液, 影响钻井液性能。

钻井过程中, 发生油气水侵时, 参数会出现异常显示。钻井液密度降低, 粘度增大, 负荷增加, 所测烃类信号异常, 油气侵时电导率下降, 水侵时电导率增加, 变化幅度依据地层水矿化度而异;钻井液体积增加, 出口流量增加。若地层压力远远大于钻井液液柱压力, 油气水侵会快速发生, 出现井涌现象。

5. 地温异常的监测和预报

在钻井施工过程中, 通过密切观察钻井液温度变化规律, 以此推测地温变化状况, 判断下伏地层存在欠压实地层可能性。

四、异常地层压力的监测和预报

异常地层压力是指在任何深度上地层压力值偏离正常静水压力值的现象。形成原因有多种, 主要有:成岩作用、区域性块状盐沉积、永冻环境、地层流体压力、储集层构造、储集层加压、沉积速度和沉积环境、古压力、构造活动、透析作用、热力学和生物化学因素等。在钻井过程中进行地层压力监测所录井参数有:扭矩、超拉力、钻时、dc指数、钻井液密度、温度、流量、电导率、泥岩密度等。