摘要:深水钻进过程中及时发现溢流情况,可以有效避免出现井喷情况,需要在钻井作业早期,做好监测工作,这样不仅可以为溢流排除以及上重建压力平衡,争取更多的时间,还可以降低井控的难度,本文笔者对深水钻井溢流早期监测技术研究现状,做了简单的论述。
关键词:深水钻井;溢流;早期监测;技术研究
溢流监测技术主要包括:井口导管液面监测、泥浆池液面法、隔水管超声波法、井下流量测量法等,这些方法的应用,是基于深水钻井与和溢流监测工作的特点,实现井下溢流监测,以及综合监控压井的压力。
1深水钻井溢流早期监测技术种类
深水钻井和浅水钻井以及陆地钻井不同,其中深水井的控防喷器被放置在低温、高压的环境下,使得早期溢流监测工作,变得更加的复杂,增加了深水钻井的风险性,基于深水钻井的特性与特点,以及传感器安装的位置,将早期监测技术分为海水段监测、井口监测、井下监测。
2深水钻井溢流早期监测技术研究现状
2.1海水段溢流监测方法现状
在海水段监测溢流,是海洋深水钻井独有的监测技术,其应用原理是海水深度大,将监测点设置在此,要比在井口处监测更早的发现溢流情况,其最佳的监测位置是海底泥线位置。深水钻井早期发现溢流情况,对于开展井控工作,有着重要的作用,而海水段监测方法对于发现气侵情况,具有一定的优势,在该技术的基础上,延伸出来的技术,主要包括:声波监测法、超声波监测法、机器人观察法以及压差监测法。不同的监测法,其监测的原理不同,并且具有的优势也都不同,因此在应用前需要根据实际情况,选择最佳的监测方法。譬如:声波监测是在隔水管的伸缩接头上,在其下端位置处,安装声波发射器,同时将传感器安装在隔水管上,以垂直等间距的方式,其间距是声波的一半,即λ/2。该种方式主要是利用声波的传递,声波和反射波是利用钻柱和隔水管,来实现传播的,监测溢流主要是靠反射波能量来反映,进而反应流体性质,分析出是钻井液或者溢流流体,达到监测的目的。
2.2井口监测法研究的基本现状
2.2.1井口监测法概述井口监测法指的是基于井口返出情况,以及井口监测参数等,实现溢流监测,该种检测法又分为以下三种,包括:常规与非常规监测法、井口监测法。2.2.2常规检测法常规监测法是通过观测法,在井口监测预兆与井涌情况,通常情况下溢流发生的前兆表现如下:出井口的流量增加;泥浆池钻井液体发生变化,表现为体积增加;水泵停止运行后,井液会出现外溢情况;泵压下降或者泵冲增加;当起钻时,钻井液外溢。该种方法可以采取人工观测法,或者装置监测法。2.2.3非常规监测法非常规监测法指的是利用机械波,包括声波与压力波、回波等,来监测井筒内部钻井液性能变化情况,主要被应用于监测气侵,主要应用的方法包括压力波气侵监测与流速法。压力气侵入监测通过监测声波传播的速度,以及含气量来实现溢流监测的,需要在立管入口处,安装一个用来发射是信号的传感器,并且需要在井口,安装可以接收信号的传感器,使得声波可以在立管处返回。判断溢流的主要依据为:当环空钻井液气侵,则声波的传播速度会变低,同时发射波和反射波之间会出现相位差,或者出现接波紊乱和漂移等现象,根据反射波的振幅或者相位,最终可以辨别出是否发生气侵。2.2.4井口综合监测法井口综合监测法指的是:井口各种参数溢流监测的总称,是得和主要监测依据是:录井记录数据,以及流量监测数据、液位监测数据。这类方法主要包括:综合门限法、综合概率、网络监测法。该种方法主要是通过监测常规数据,综合分析并排出干扰因素,其监测的数据准确性较高,并且应用性强。其劣势是:噪声大、传感器的精度相对较低,并且当开展钻井作业时,会给监测设备造成极大的干扰。
2.3井下监测法
井下随钻监测是将传感器,布设在钻柱上,实现随钻监测目的,该种监测方法主要包括:APWD(环空压力测量)、LWD(随钻测井)、FTWD(随钻地层测试)、井下微流量测量、RAT(环空温度测量)、超声波测量、声波干扰仪法等。不同技术安装传感器的位置不同,并且安装方式也都不同,因此需要技术人员根据实际情况,以及技术应用的具体要求,做好相关安装与维护工作。譬如:LWD技术监测溢流,主要是和钻井液接触后,通过地层流体,再进入到井筒,以此改变是钻井性能,包括电阻率、矿化度等,并且要辅助电阻率与声波辅助等,实现溢流监测,随钻电阻率测井仪器,根据测试深度划分,其纽扣电极主要分为深、中、浅,在井筒内,钻井液通常采用浅侧向电阻率,以此监测导电特性的基本变化模式,并且随钻声波测井具有识别气层功能,通过分析其他资料,还可以监测地层孔隙度,并且判断流体性质,以及预测高压层等,该种方法可以实现早期预测以及监测溢流。
3结语
综上所述,可以根据深水钻井环境特点,进而将溢流监测方法综合划分为海水段监测、平台监测以及井下监测法,其中井口监测法的精准性较高,使用域陆地低压钻井溢流监测,而海水段监测法语井下钻井监测法,则更适合深水钻井溢流监测。其中主要用于深水监测技术包括:井口流量法、超声波法、井下流量监测法、LWD监测等。
参考文献:
[1]陈平,马天寿.深水钻井溢流早期监测技术研究现状[J].石油学报,2014(03).
[2]郭元恒,何世明,胡彪,青炳,李成全.早期溢流监测技术研究现状与发展趋势[J].价值工程,2013(05).
作者:毕博 单位:中国石油集团海洋工程有限公司钻井事业部