深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀

畢博（中國石油集團海洋工程有限公司鉆井事業部，天津　大港　300280）

深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀

畢博（中國石油集團海洋工程有限公司鉆井事業部，天津大港300280）

深水鉆進過程中及時發現溢流情況，可以有效避免出現井噴情況，需要在鉆井作業早期，做好監測工作，這樣不僅可以為溢流排除以及上重建壓力平衡，爭取更多的時間，還可以降低井控的難度，本文筆者對深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀，做了簡單的論述。

深水鉆井；溢流；早期監測；技術研究

溢流監測技術主要包括：井口導管液面監測、泥漿池液面法、隔水管超聲波法、井下流量測量法等，這些方法的應用，是基于深水鉆井與和溢流監測工作的特點，實現井下溢流監測，以及綜合監控壓井的壓力。

1　深水鉆井溢流早期監測技術種類

深水鉆井和淺水鉆井以及陸地鉆井不同，其中深水井的控防噴器被放置在低溫、高壓的環境下，使得早期溢流監測工作，變得更加的復雜，增加了深水鉆井的風險性，基于深水鉆井的特性與特點，以及傳感器安裝的位置，將早期監測技術分為海水段監測、井口監測、井下監測。

2　深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀

2.1海水段溢流監測方法現狀

在海水段監測溢流，是海洋深水鉆井獨有的監測技術，其應用原理是海水深度大，將監測點設置在此，要比在井口處監測更早的發現溢流情況，其最佳的監測位置是海底泥線位置。深水鉆井早期發現溢流情況，對于開展井控工作，有著重要的作用，而海水段監測方法對于發現氣侵情況，具有一定的優勢，在該技術的基礎上，延伸出來的技術，主要包括：聲波監測法、超聲波監測法、機器人觀察法以及壓差監測法。不同的監測法，其監測的原理不同，并且具有的優勢也都不同，因此在應用前需要根據實際情況，選擇最佳的監測方法。

譬如:聲波監測是在隔水管的伸縮接頭上，在其下端位置處，安裝聲波發射器，同時將傳感器安裝在隔水管上，以垂直等間距的方式，其間距是聲波的一半，即λ/2。該種方式主要是利用聲波的傳遞，聲波和反射波是利用鉆柱和隔水管，來實現傳播的，監測溢流主要是靠反射波能量來反映，進而反應流體性質，分析出是鉆井液或者溢流流體，達到監測的目的。

2.2井口監測法研究的基本現狀

2.2.1井口監測法概述

井口監測法指的是基于井口返出情況，以及井口監測參數等，實現溢流監測，該種檢測法又分為以下三種，包括：常規與非常規監測法、井口監測法。

2.2.2常規檢測法

常規監測法是通過觀測法，在井口監測預兆與井涌情況，通常情況下溢流發生的前兆表現如下：出井口的流量增加；泥漿池鉆井液體發生變化，表現為體積增加；水泵停止運行后，井液會出現外溢情況；泵壓下降或者泵沖增加；當起鉆時，鉆井液外溢。該種方法可以采取人工觀測法，或者裝置監測法。

2.2.3非常規監測法

非常規監測法指的是利用機械波，包括聲波與壓力波、回波等，來監測井筒內部鉆井液性能變化情況，主要被應用于監測氣侵，主要應用的方法包括壓力波氣侵監測與流速法。壓力氣侵入監測通過監測聲波傳播的速度，以及含氣量來實現溢流監測的，需要在立管入口處，安裝一個用來發射是信號的傳感器，并且需要在井口，安裝可以接收信號的傳感器，使得聲波可以在立管處返回。

判斷溢流的主要依據為：當環空鉆井液氣侵，則聲波的傳播速度會變低，同時發射波和反射波之間會出現相位差，或者出現接波紊亂和漂移等現象，根據反射波的振幅或者相位，最終可以辨別出是否發生氣侵。

2.2.4井口綜合監測法

井口綜合監測法指的是：井口各種參數溢流監測的總稱，是得和主要監測依據是：錄井記錄數據，以及流量監測數據、液位監測數據。這類方法主要包括：綜合門限法、綜合概率、網絡監測法。該種方法主要是通過監測常規數據，綜合分析并排出干擾因素，其監測的數據準確性較高，并且應用性強。其劣勢是：噪聲大、傳感器的精度相對較低，并且當開展鉆井作業時，會給監測設備造成極大的干擾。

2.3井下監測法

井下隨鉆監測是將傳感器，布設在鉆柱上，實現隨鉆監測目的，該種監測方法主要包括：APWD（環空壓力測量）、LWD（隨鉆測井）、FTWD（隨鉆地層測試）、井下微流量測量、RAT（環空溫度測量）、超聲波測量、聲波干擾儀法等。不同技術安裝傳感器的位置不同，并且安裝方式也都不同，因此需要技術人員根據實際情況，以及技術應用的具體要求，做好相關安裝與維護工作。

譬如：LWD技術監測溢流，主要是和鉆井液接觸后，通過地層流體，再進入到井筒，以此改變是鉆井性能，包括電阻率、礦化度等，并且要輔助電阻率與聲波輔助等，實現溢流監測，隨鉆電阻率測井儀器，根據測試深度劃分，其紐扣電極主要分為深、中、淺，在井筒內，鉆井液通常采用淺側向電阻率，以此監測導電特性的基本變化模式，并且隨鉆聲波測井具有識別氣層功能，通過分析其他資料，還可以監測地層孔隙度，并且判斷流體性質，以及預測高壓層等，該種方法可以實現早期預測以及監測溢流。

3　結語

綜上所述，可以根據深水鉆井環境特點，進而將溢流監測方法綜合劃分為海水段監測、平臺監測以及井下監測法，其中井口監測法的精準性較高，使用域陸地低壓鉆井溢流監測，而海水段監測法語井下鉆井監測法，則更適合深水鉆井溢流監測。其中主要用于深水監測技術包括：井口流量法、超聲波法、井下流量監測法、LWD監測等。

［1］陳平，馬天壽.深水鉆井溢流早期監測技術研究現狀［J］.石油學報，2014（03）.

［2］郭元恒，何世明，胡彪，青炳，李成全.早期溢流監測技術研究現狀與發展趨勢［J］.價值工程，2013（05）.

畢博（1984-），男，中國石油集團海洋工程有限公司鉆井事業部，研究方向：鉆井工程。