两种钻井液出口流量测量方法探讨及对比分析

钻井过程中,为了实现对钻井液出口流量的监控,综合录井常使用靶式流量传感器或超声波液位传感器测量钻井液出口流量变化。结合多年录井现场生产实践,发现超声波液位传感器测量精度高于靶式流量传感器测量精度,本文主要阐述超声波液位传感器在录井现场出口使用的2种方法:一是监测各种工况下出口排量的变化,从而发现溢流、井漏;二是通过出口排量的变化及时对安装缓冲罐上的脱气器液面监测,解决脱气器常抽钻井液或无法搅拌钻井液的问题,在保障井控安全的基础上,为高效优质录井提供借鉴,阐述了该传感器的设置、标定以及实现相应数据检测的实现过程。实例分析表明,效果较好,完全可以取代靶式流量传感器。     

数显浮球液位仪研制与钻井溢漏预警试验

目前,钻井现场主要采用超声波液位计和浮球式液位仪对循环罐钻井液液位进行监测, 虽然超声波液位计实现了实时、连续测量,但当液面波动较大时其监测效果受到一定影响,容易产生误报。浮球式液位仪的监测更加稳定、可信度高,是井队判断循环罐液位的主要手段;但现有装置不能多点、实时记录循环罐钻井液液位的变化,需要坐岗人员定时观察记录,人员劳动强度大,溢漏判断准确度低、及时性差。此外,现有技术无法自动准确识别泥浆工加料、启停泵操作等,使用过程中误报率较高。针对上述问题,研发了一种基于循环罐浮球液位仪的数字显示与溢漏预警系统。现场应用表明该系统能够在开泵、停泵、变排量等环节均实时、连续、稳定监测循环罐液面波动,精度达到± 1 mm,并成功预警1次井漏事件。 系统实现了循环罐钻井液液位监测的数字显示,对于提高溢漏识别的准确度、减少误报和漏报,进一步保证钻井安全具有重要意义。     

循环钻井液气测录井资料校正方法及应用

循环钻井液气测录井资料即后效气测录井资料在录井资料的解释应用中具有重要作用,正确计算油气上窜高度和上窜速度是循环钻井液资料解释应用的关键。由于传统的循环钻井液气测录井资料解释应用时忽视了钻井施工起下钻钻具对静止钻井液的排替影响和起下钻过程中全井段钻井液静止时间的不同,以致不能客观反映油气上窜高度和油气上窜速度,也就不能客观地反映地层的原始油气信息,甚至会起到误导作用——当油气层对应的静止钻井液因排替作用上返时可能被误认或者夸大为油气上窜。为发挥该项资料在气测解释和井控指导中的应用价值,从分析传统的解释和应用方法入手,首先分析被排替的钻井液在井筒环空内的上返情况,通过计算等体积钻井液在井筒内静止时的等量深度,还原钻井液静止时气侵顶部深度位置;其次通过分析起下钻作业的井下状态,得到不同深度静止钻井液的实际静止时间,进而结合实钻气测录井资料,求得准确油气上窜高度和上窜速度,认识不同深度静止钻井液所受地层气侵程度。大庆油田13口井校正前后数据对比与应用分析表明,校正后的数据可靠性好,解释符合率高。     

综合录井井控监测技术应用现状及发展思考

钻井井控是石油勘探开发中的重要工作,如何实现钻井井控有针对性、有预见性,避免由于井喷失控而造成危害和损失,是石油工作者共同探讨的重要课题之一。围绕该课题,阐述了综合录井在井控中的重要性,针对起下钻与钻进过程,分析了综合录井以dc指数法为基础(成熟区有条件井可依据实测地层压力校正的dc指数),结合钻井液池体积、气测异常、钻井液出口流量与温度的变化以及相关特征参数,实现井筒压力的有效监测,确保井控安全。在此基础上,探讨了随着井控技术的发展和相应井筒检测手段研究的深入,综合录井现有井控监测技术与新的井筒井控监测技术相结合的途径,旨在提供更加可靠的井控监测技术,进而在确保井控安全的同时,实现优化钻井。     

超声波液位传感器录井现场应用拓展

结合多年录井现场生产实践,阐述了超声波液位传感器的3种新用法:一是在无法安装靶式流量传感器的井通过监测缓冲罐或高架槽液面高度变化情况完成出口流量监测;二是监测停开泵时循环管线内(缓冲罐或高架槽)液面的变化,补偿停开泵时总池体积波动值,确保接单根、泵冲不稳定等特殊工况下溢流、井漏监测更加灵敏;三是通过对安装脱气器处高架槽液面吃水深度的监测,解决高架槽上脱气器常抽钻井液的问题,在保障井控安全的基础上,为高效优质录井提供借鉴,并针对每种用法,阐述了该传感器的设置、标定以及实现相应数据检测的实现过程。实例分析表明,效果较好,特殊钻井工况下该传感器完全可以取代相应传感器。     

应用综合录井参数在钻进中的溢流预报方法

以研究应用综合录井参数在钻进中对溢流的预报方法为目的,基于对综合录井参数异常与工程异常类型相关性的认识,总结出钻进过程中溢流的预报方法为:从钻头→井筒→钻井液出口→池体积依次展开监测与预报。通过对现场已发生工程异常实时图的分析,综合观察钻时、悬重、钻压、转盘扭矩、转速、立管压力、泵冲数参数的变化,判断是否钻入储集层和异常高压过渡带;通过分析悬重、立管压力、泵冲冲数、出口流量、总池体积参数的变化规律分析判断在钻遇储集层和异常高压过渡带后是否发生井侵。当钻井液性能发生微变时,说明地层流体已开始侵入井筒,是疑似溢流的明显标志;当全烃峰值持续上升达到某一值或饱和状态无下降趋势时,说明地层流体在不间断地侵入井筒,即发生溢流的明显警告;当钻井液性能发生明显变化,全烃峰值持续上升达到某一峰值或饱和状态无下降趋势时,出口流量上升和总池体积增加说明溢流已经发生。依此展开溢流监测与预报工作,既有利于指导现场操作人员提高溢流预报准确率,也有利于拓展相关井控程序开发人员对录井参数的应用思路。     

DSJ300-1海洋钻井平台节流压井管汇设计

在充分考虑海洋钻井平台特点、行业标准和用户要求的基础上,设计了DSJ300-1海洋钻井平台节流压井管汇。管汇布置采用倒L形结构,降低了阀门高度,方便操作、维修和维护;阀门采用比系统更高一级额定工作压力,为平台在不同海域、不同方位和不同水深作业时系统升级提供便利;阀门与四通、管线采用螺栓连接,提高设备的互换性;阀门与钢质垫环的密封槽采用堆焊不锈钢工艺,使设备具有抗H2S腐蚀的能力;采用双节流、双压井的冗余式结构,可利用高压钻井系统和固井系统的水泥浆进行压井作业,完成部分试井和试油工作。现场试验结果表明,该节流压井管汇具有可靠的井控功能,可保障平台作业人员和设备的安全。     

基于环空液面监测技术的井筒漏失动态模型的建立及应用

井漏失返工况下井筒液面动态变化情况难以获取,盲目作业面临着巨大的井控风险。借助环空液面监测技术,可实时获得井漏时井筒液面高度变化数据,从而预测出漏失平衡点位置,计算出漏失速率。基于数理统计分析原理,利用漏失速率与环空液面高度的关系建立了漏失动态函数模型,并进行了实例计算分析。结果表明：基于井筒环空液面监测数据的漏失模型能够有效地分析井漏动态,可为钻井现场堵漏作业提供重要参考,对保障井控安全具有重要意义。     

起钻中灌浆过程模拟及对井底压力的影响

起钻前向钻具水眼灌入一定体积的高密度钻井液有利于平衡循环压耗和钻井岩屑引起的环空—水眼压差,但同体积高密度钻井液在不同钻具水眼中的高度差异因“U”型管效应会造成水眼—环空中钻井液流动,继而影响现场对溢流、井漏等复杂井况的判断,尤其是在采用复合钻具的深井、超深井中更为突出。文章推导了注入高密度钻井液后复合钻具起钻过程中,在“U”型管效应影响下水眼—环空钻井液体系压力变化过程及流动规律。结果表明,复合钻具起钻过程中,环空灌浆量在整个起钻过程中表现为“正常灌浆—欠灌—多灌—正常灌浆—多灌”五个阶段。灌浆异常量及灌浆异常距离与大、小钻具水眼单位长度容积比值、高密度钻井液与井浆密度差、停泵回压呈正相关关系。理论计算结果能够为钻井现场监测井内压力情况提供指导,尤其是对深井、超深井及时判断井下是否发生溢流、井漏等复杂情况具有重要意义。     

钻井液循环系统减缓液面波动装置研发与应用

钻井施工过程中需要对溢流、井漏进行及时监控，发现问题后要立即采取相应井控措施。为实现"1 m3发现，2 m3关井"的目标，对现有溢流监测装置进行了改进。将钻井液高架槽的单挡板改为双挡板结构，利用挡板1降低钻井液流动速度，减缓钻井液液面波动；利用挡板2调节液面高度，实现液面高度差变化的精确计量。根据U形管原理设计了钻井液罐浮球式装置，不仅消除了滤圆筒外液面的波动，同时解决了气泡聚集的问题，能够精确计量发生井漏或溢流后钻井液罐中钻井液的体积变化量。改进后的溢流监测装置在塔河油田60余口井进行了推广使用，其中6口井发生溢流时，该装置均能准确地发现溢流，关井后溢流量均在2 m3以内，较传统的人工方法能够更加及时准确地发现溢流。现场应用表明，该装置能有效提高发现溢流、井漏的灵敏性，解决现场发现溢流滞后的问题，可为精确发现溢流提供技术支撑。      

自动升降电动脱气器研制与应用

常规电动脱气器需要根据钻井液液面变化随时进行调节,是气测录井作业中需要解决的现实问题,目前常规电动脱气器依靠人工调节其在钻井液槽中的升降,以避免钻井液液面淹没脱气器输出口导致脱气器电机烧坏。基于配重、浮筒设计原理,依据现场钻井液密度不同配置相应的配重块组,可使脱气器筒体始终能在钻井液的最佳位置浮动,当钻井液槽中液面变化时,自动升降电动脱气器的浮子也会随之变化,从而实现了电动脱气器随着钻井液液面变化自动调节升降的目的,该脱气器减少了电机损坏几率和作业人员劳动强度。     

一种提高井场实时监测水平的新方法

由于受人为因素、设备灵敏度和环境条件的影响,油气水显示滞后的现象时有发生,给钻井施工带来安全隐患和经济损失。本文介绍了一种在不动井口任何装置的情况下,利用外测钻井液液面的方式对井筒内液位进行监控,再将检测的信号与综合录井软件及井队自动灌浆装置相挂接的实时监测井涌井漏的新方法。     

我国井控装备的技术水平

<正> 井控装备是用来实施平衡压力钻井;及时发现与控制溢流;发生井喷时迅速控制井口,并按井控工艺进行处理的系统技术装备。它包括监控仪器(用于地面监测与井下监测)、控制设备(用于环形空间防喷与钻具内防喷)和处理设备(用于常规处理与特殊处理)三部分。近10年来,我国井控装备有很大发展,已有液压防喷器、液控系统、节流压井管汇、防喷管汇与井     

王古1井防漏防溢充气钻井液技术

王古1井地层压力系数低,上部地层活跃.使用充气钻井液,充气量过大,井底当量密度会较低,油气容易溢出(或涌出)井口;充气量过小,井底当量密度会较大,又会发生漏失,因此合理地控制气液比是本井防漏防溢的关键;井漏的发生必然会使钻井液进入储层,污染油层,因此保护油气层,钻井液体系的选择是关键;另外,井下高温不仅影响钻井液性能,特别是无固相盐水钻井液的性能,也给钻具防腐带来难度.针对这种情况,采用无固相盐水充(氮)气钻井液新技术较好地解决了该井在钻井过程中的既溢又漏的复杂问题,为解决低压钻井井漏及油层保护问题提供了经验与方法.介绍了该井充(氮)气钻井液的施工工艺技术.     

声波测量装置在井漏早期发现中的应用

为解决井漏后液面的位置难以准确判断的问题,研制出一套声波液位测量装置。该装置利用声波测量技术,能够在发生井漏后对井下环空液面进行实时监控,并以图像形象地显示液面位置,同时计算出液面的下降速度,及早发现井漏和制定相应的技术措施,以利于及早恢复安全正常钻进作业。现场试验表明,由于受钻井现场试验条件的限制,实际试验中最大的测量范围为32～2567m,利用该装置测量的液面数据与实际液面数据吻合,测深误差≤1.5%。     

综合录井技术在实时监测钻井事故中的应用

综合录井技术在钻井作业过程中实时采集地质参数、钻井液参数、工程参数等信息,进行快速数字化处理,直观地展现随钻过程中的钻井情况,并实时监测钻井事故。结合大庆地区的钻井工程实例,重点阐述了综合录井技术在实时监测井漏、井涌、油气水侵、井塌、溜钻、顿钻、放空、卡钻、遇阻、刺钻具、刺泵、掉水眼、堵水眼、掉钻具等钻井事故中的重要作用。结果表明．该技术在钻井作业过程中实时监测井下复杂情况的准确性较高。     

早期井涌井漏监测系统的设计与应用

井涌井漏是钻井中严重而又普遍的井下复杂情况,如不及时发现并采取相应井控措施,将会带来巨大经济损失甚至威胁井场人员的生命安全,因此及时发现早期微量溢流和井漏对井控意义重大。据常规监测方式对溢流井漏的敏感度分析可知,仅靠常规的钻井液池液面监测不能满足早期微量溢流和井漏监测的要求。早期井涌井漏监测系统通过高精度电磁流量计精确地检测钻井液出入口流量值来确定流量变化量,通过集成快速监测预警软件进行超门限值报警;为满足电磁流量计满管测量要求,研发了钻井液体出口流量测量装置。早期井涌井漏监测系统在现场测试应用过程中,发现溢流和井漏较常规监测方式要提前7 min左右;与常规监测方式中的液位传感器相比,电磁流量计具有精度高的优点,可在出入口流量差值为2L/s的情况下精确判断井漏和溢流。测试结果表明,早期井涌井漏监测系统为溢流和井漏的控制赢得了更多的时间,有效降低了钻井风险。     

自平衡式脱气器的研发与应用

常规电动脱气器在钻井液缓冲罐液面发生变化时,其安装高度需要人工进行调节,不但劳动强度大,而且若调整不及时易造成后续测量结果不准确甚至气测仪器损坏问题.为此研发了一款采用机械恒拉力装置、能随钻井液液面自动调整高度的自平衡式脱气器,其位置相对于钻井液液面始终保持恒定,极大减轻了操作人员工作强度,确保了地层烃类气体检测的连续...     

南海C区块高温高压气井井控技术

为确保南海C区块高温高压气井钻井过程中的井控安全,针对存在的地层压力高且复杂、地层温度高、钻井液安全密度窗口窄、高密度钻井液性能维护困难等井控技术难点,制定了实时检测溢流、控制溢流量,压井时逐渐提高压井液密度,防止发生井漏,钻井液降温和性能维护,井下溢漏共存处理等技术措施。防止井漏的技术措施包括提高地层承压能力和钻井液的封堵性、优化井身结构、控制井底循环当量密度、阶梯开泵、简化钻具组合及控制下钻速度等。南海C区块30余口高温高压井在钻井过程中采取了制定的井控技术措施,未发生井控事故。这表明,采取所制定的井控技术措施可以确保南海C区块高温高压气井的钻井井控安全。      

中控在大型炼油装置上再创佳绩

Endress＋Hauser公司推出全新的具有界面测量功能的导波雷达Levelflex系列。该系列导波雷达可以同时测量界面和液位总高度,利用雷达的回波原理来检测总液面和界面的位置,并运用功能强大的TOF软件进行数据和图形分析。弥补了电容物位计不能同时测量总液位高度的缺陷,与传统的浮筒液位计相比,维护难度和费用大大降低。