綜合錄井儀在現場工程監測方面的應用研究

楊猛

摘? 要：綜合錄井儀作為鉆井施工中的重要組成部分，可以針對現場施工常見工程事故進行全面勘探，不僅能進行連續監測與量化分析，而且可以保障現場施工安全。該文在了解綜合錄井儀國內外發展情況的基礎上，明確了新時代發展對現場工程監測工作提出的要求，分析如何在現場工程監測中正確應用綜合錄井儀，以此為油田開發工作提供有效依據。

關鍵詞：綜合錄井儀;現場工程監測;鉆井參數;鉆井液循環系統

中圖分類號：P63? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在社會經濟和科學技術的持續發展中，隨著我國可持續發展戰略方針的推廣，促使油氣開發工作得到了全社會的關注。由于勘探工程具有極高的風險，不僅無法保證實踐工作效率，而且會產生不必要的安全風險，因此必須要在現場工程監測中合理運用綜合錄井儀，其不僅能保證勘探開發工作的安全質量，而且在實踐應用中具有高效性和科學性。由此可知，面對我國日益深入的油氣田開發工作，要想更好地處理復雜的勘探對象，必須要加大對綜合錄井儀的應用探索。下面對綜合錄井儀在現場工程監測方面的應用進行分析。

1 國內外綜合錄井儀發展現狀分析

了解當前國外發達國家油氣田開發工作情況可知，不管是錄井軟件系統還是采集系統、氣體檢測系統等方面都取得了非常優異的成績。其中，針對綜合錄井儀的技術探索更為優秀，在設計功能定位時主要集中在4點。1）信息傳輸。2）工程監控。3）建立地層剖面。4）發現油氣。同時，在實踐工作中也構建了較為完善的錄井方法與理論體系。

而我國的綜合錄井儀器及有關技術主要是從初期的借鑒與引用轉變為技術協作，最終再實現自主創新。通過這一過程可知，國內錄井制造企業一直落后于國外發達國家。隨著我國社會經濟和科技水平的不斷提高，我國很多企業在增加技術研制資金的基礎上，在實踐工作中得到了突破，具體體現在數據采集系統、傳感器系統及錄井儀器房等方面，且在實踐運用中獲取了優異成績。這對正處于發展階段的國內油氣田開發工作而言具有積極的作用，不僅能解決以往發展涌現出的問題，而且可以提升整體工作效率，減少不必要的步驟實施。

2 綜合錄井儀在現場工程監測方面的應用分析

2.1 鉆井參數異常預報

在鉆井作業中，很容易產生鉆井液循環系統刺扣、堵水眼以及鉆具斷鉆、溜鉆等故障。通過安裝綜合錄井儀可以對整體作業環境進行實時監控。通過整合現場工程監測情況分析，具體工作分為。1）明確鉆井參數異常的參考標準。綜合錄井儀的工作原理是指在監控鉆井作業參數時，若發現數據變化異常，會根據鉆井工程參數掌握故障根源。以掉水眼為例，若出現這一事故，工程的立壓會隨之增加，泵速和流量會減小，而鉆進成本會提高。2）了解鉆井液循環系統異常。在綜合錄井儀發現立管壓力異常時，極有可能是鉆井液循環系統出現故障，此時要求現場工作人員在明確實踐工作特點的基礎上，逐一排查堵水眼、刺扣等問題。由于砂量過高、大排量等都會引發這一故障，所以工作人員必須要及時處理現場事故，確保其不會影響鉆具工作質量。在判斷故障所處區域時，根據立壓和泵速分析循環液系統運行情況。若兩者是正相關，就表明系統處在正常狀態下。需要注意的是，在泵速穩定的情況下出現刺漏，立壓會直線下降，流量會隨之提高;但如果出現堵水眼故障將會蹩泵，立壓也會隨之超過正常數值。3）鉆頭老化程度。在應用鉆頭時，受外界因素的影響工具會逐漸老化，當其達到一定程度的情況下鉆頭將無法正常工作，此時若不能及時替換，很容易影響鉆井作業的進度。一般情況下，工作人員會根據錄井參數的改變準確判斷鉆頭老化情況。老化的鉆頭會因磨損出現不靈活、扭矩值改變等問題，此時隨著問題的加劇，鉆頭老化程度會越來越高。4）判斷井壁垮塌。在井壁出現坍塌事故時，鉆具上下操作的阻力會越來越大，并產生阻卡。通過運用綜合錄井儀觀察立管壓力上升情況，判斷扭矩曲線的正常與否，就可以明確井壁是否存在坍塌風險。

2.2 鉆井液參數異常預報

2.2.1 井漏

這一事故是由井筒鉆井液柱壓力高于地層壓力引起的，主要是指鉆井液從井筒中滲出，并流入地層。出現這一現象的原因主要有2種。1）為鉆井液液柱壓力超過地層壓力。2）為井眼內液柱壓力超過地層破裂壓力，導致地層壓裂，最終引發井漏事故。

2.2.2 井涌

這一事故是指在地層壓力超過鉆井液液柱壓力的條件下，地層流體不斷流入井筒中，會和鉆井液一起溢出井口的現象。需要注意的是，觀測人員如果發現泵壓曲線有跳躍起伏，且井底壓力不穩定，就要考慮井涌這一事故。

2.3 異常壓力的檢測與預報

其是指處于任何深度的地層壓力值與正常靜水壓力值出現偏差的現場。由于當前我國油氣田勘探開發工作中經常因鉆遇異常超壓，引發井涌、井垮、井噴等安全事故，因此認真檢測地層壓力，有助于引用適宜的鉆井液密度，確保地層流體壓力處于平衡狀態。一般情況下，工作人員可以在施工現場引用4種地層壓力檢測法。1）dc指數法。2）sigma法。3）頁巖密度法。4）地溫梯度法。

2.4 鉆井振動分析系統

對鉆井作業來說，鉆具振動是由鉆具與鉆頭、巖石等內容彼此影響產生的鉆具應力變化，并由此造成了復雜的振動，具體包括了縱振、橫振及扭振。通過全面監測與研究鉆具振動變化，有助于及時掌控鉆頭磨損情況、鉆具偏轉等問題，促使現場工作人員科學調節鉆井參數，并由此控制安全事故的發生，提升整體作業效率和質量。以ALS-V鉆具振動分析系統為例，在現場施工中利用，可以根據檢測鉆具扭轉振動強度進行預報分析。系統在工作中會收集泵壓、大鉤負荷、扭矩及轉盤轉速四類信息，而后將其上傳到研究監測軟件商，引用復雜多變的快速傅立葉變換，有序研究扭矩信號的頻率，最終依據譜圖的方式檢查轉矩信號的正弦改變。這樣不僅能方便員工更快掌握數據變化特點，而且可以為后續工作提供有效依據。

3 綜合錄井儀技術與的發展趨勢

在日益革新的社會環境中，油氣田開發工作中的綜合錄井儀技術也開始向著集成化、智能化及標準化的方向穩步革新，氣體檢測技術會向著實時化與定量化的方向優化，而錄井儀會逐漸成為井場云應用平臺與數據中心。這對現場工程監測工作而言，不僅能優化實踐工作效率，而且可以減少安全事故的發生。

由于實際勘探對象非常復雜，尤其是在檢測地層含油氣時會受多種因素的限制，所以為了保證工作的有效性和科學性，必須要增加有關技術的研究力度，促使其可以在實踐應用中越發成熟和完善。以當前錄井資料的共享應用為例，由于工作標準的不規范和不統一，導致大量數據信息并沒有得到有效利用，此時就要引導未來綜合錄井儀技術向著標準化革新，并在鉆井技術的引導下，持續革新應用技術與機械設備，只有這樣才能實現集成化與智能化的發展目標。同時，為了提升實踐工作效率，工作人員要構建井場云應用平臺與數據中心，這樣不僅能為共享利用提供平臺，而且可以更好預測故障，最終實現雙向通信與專家協助發展。

4 結語

綜上所述，綜合錄井儀技術對現場工程監測工作而言具有積極作用，不僅能有序落實油氣檢測、油氣評價等工作，而且可以保護油氣層，特別是在工程檢測與預報鉆井事故中展現出了不可取代的優勢。因此，在我國科學技術水平持續提高的背景下，行業科研人員必須要對綜合錄井儀技術進行實踐探索，并注重在現場工程監測中全面推廣，只有這樣才能達到預期發展目標。

參考文獻

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