異常事件判斷解釋及異常預(yù)報

1、異常事件判斷解釋及異常預(yù)報講義第 頁共11頁第 頁共11頁1、鉆井異常事件從其引發(fā)機(jī)理及后果，可分為三類異常事件：地質(zhì)異常事件：由地質(zhì)因素引起，主要是地層巖石和油氣水顯示信息的反映，有：快鉆時、放空、氣浸、油浸、水浸等。地質(zhì)工程異常事件：由地質(zhì)因素引起，繼而可能引發(fā)井內(nèi)惡性事故的異常事件，有：井涌、井噴預(yù)兆、井漏、溢流、后效井涌、后效井噴等。工程異常事件：由作業(yè)不當(dāng)或鉆井工具疲勞和質(zhì)量問題引發(fā)的鉆井異常事件，有：刺鉆具、斷鉆具、刺泵、掉水眼、水眼堵、掉牙輪、溜鉆、頓鉆和卡鉆等。2、鉆井異常事件按異常參數(shù)類型可分為：(1)、鉆井液參數(shù)異常：包括油浸、氣浸、淡水浸、鹽水浸、溢流、井涌、井漏井噴、地

2、溫異常等。(2)、鉆井工程參數(shù)異常：包括刺鉆具、刺泵、水眼堵、掉水眼、遇阻、卡鉆、溜鉆、頓鉆、斷鉆具、快鉆時、鉆頭后期、井壁垮塌等。(3)、地層壓力檢測參數(shù)異常：地層壓力異常、井噴預(yù)兆等。異常顯示的判別標(biāo)準(zhǔn)是發(fā)現(xiàn)和識別異常事件的基礎(chǔ)。凡任意一項參數(shù)和資料符合列情況，則視為異常顯示。、鉆時突然增大、減小，或呈趨勢性增大、減小。、鉆壓大幅度波動或突然增大100KN以上或鉆壓突然減小并伴有井深跳變。、除去鉆壓改變的影響，大鉤負(fù)荷突然增大或減小100200KN。、轉(zhuǎn)盤扭矩呈趨勢性增大10%20%，或大幅度波動。、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速無規(guī)則大幅度波動，或突然減小甚至不轉(zhuǎn)，或人工監(jiān)測發(fā)現(xiàn)打倒轉(zhuǎn)。f）、立管壓力逐漸減小

3、0.5IMpa，或突然增大或減小2Mpa以上。g）、鉆井液總池體積相對變化量超過12m3。h）、鉆井液出口密度突然減小0.04g/cm3以上，或呈趨勢性減小或增大。i）、鉆井液出口溫度突然增大或減小，或出、入口溫度差逐漸增大。j）、鉆井液出口流量明顯大于或小于入口流量。k）、鉆井液出口電導(dǎo)率或電阻率突然增大或減小。l）、氣體總烴含量高于背景值2倍以上，且絕對值大于0.2%以上。m）、二氧化碳含量明顯增大。n）、硫化氫含量超過報警值。）、實時鉆進(jìn)中的鉆頭成本呈增大趨勢。p）、dc指數(shù)或Sigma值呈趨勢性減小。q）、泥（頁）巖密度呈趨勢性下降。r）、碳酸鹽含量明顯變化。s）、巖性明顯改變或巖屑中

4、有金屬微粒。t）、巖屑照射有熒光顯示。五、異常顯示解釋發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)某一項參數(shù)或數(shù)個參數(shù)和資料是異常顯示后，必須立即查明原因，進(jìn)行對比分析和判斷，盡快做出解釋。各類異常顯示的解釋原因和非解釋原因見下表。表1異常顯示的解釋原因及非解釋原因異常顯示描述解釋原因非解釋原因井深跳變放空，鉆遇裂縫孔洞發(fā)育地層或高孔隙地層；溜鉆，頓鉆深度系統(tǒng)故障，沖井深鉆時顯著減小鉆遇油氣水層，鉆遇欠壓實地層，鉆遇鹽巖層鉆時顯著增大鉆頭磨損，地戻變化大鉤負(fù)荷增大，鉆壓減小井涌、井漏大鉤負(fù)荷減小，鉆壓增大溜鉆，頓鉆大鉤負(fù)荷突然減小鉆具斷落轉(zhuǎn)盤扭矩逐漸增大鉆頭軸承或牙輪磨損轉(zhuǎn)盤扭矩突然增大井內(nèi)復(fù)雜情況，卡鉆預(yù)兆，地層變化轉(zhuǎn)盤扭矩

5、大幅度波動掉牙輪，轉(zhuǎn)盤機(jī)械故障轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速大幅度波動掉牙輪立管壓力下降很快然后升高鉆井液密度增大立管壓力緩慢下降刺泵，刺鉆具，鉆井液密度變化立管壓力突然降低掉水眼、井漏、斷鉆具立管壓力緩慢升高鉆井液粘度增大立管壓力突然增高水眼堵立管壓力先升高后降低立管壓力出現(xiàn)起伏跳躍現(xiàn)象井涌鉆頭時間成本增大掉牙輪，掉水眼，水眼堵鉆頭時間成本減小溜鉆Dc指數(shù)、Sigma指數(shù)減小，偏離正常趨勢線鉆遇欠壓實地層入口流量穩(wěn)定、出口流量逐漸增大氣浸，油浸，水浸，刺鉆具入口流量穩(wěn)定出口流量起伏跳躍增大井涌，井噴預(yù)兆入口流量穩(wěn)定，出口流量逐漸減小微井漏泵沖正常，出口流量逐漸減小刺泵入口流量穩(wěn)定，出口流量大幅度下降或突然降為零嚴(yán)

6、重井漏鉆進(jìn)中池體積緩慢增加微氣浸，油浸或水浸鉆井液加水或加重鉆進(jìn)中池體積迅速增加13m3油浸，氣浸，水浸停一臺泵，停除泥器、除沙器、除氣器、轉(zhuǎn)移鉆井液鉆進(jìn)中池體積迅速增加3m3以上嚴(yán)重氣浸、油浸、水浸，井涌，井噴預(yù)兆停泵，轉(zhuǎn)移鉆井液鉆進(jìn)中池體積緩慢減少微井漏，井眼容積正常增大開動除砂器、除泥器、除氣器鉆進(jìn)中池體積迅速減少嚴(yán)重井漏或完全漏失鉆井液通過非正常線路循環(huán).人工排放鉆井液鉆進(jìn)中池體積無變化機(jī)械鉆速很慢浮子卡死儀器故障接單根時池體積立即增加13m3停泵接單根后恢復(fù)鉆進(jìn)時，池體積增加，但穩(wěn)定在一定數(shù)值提鉆具時的抽汲作用地層流體進(jìn)入井眼人工增加鉆井液接單根后，池體積立即減少13m3開泵接單根后

7、，池體積減少，但穩(wěn)定在一定數(shù)值由于正壓差鉆井液漏入地層鉆臺操作損失鉆井液起鉆時，池體積增加由干壓差或抽汲作用導(dǎo)致井涌，井噴人工增加鉆井液起鉆時，池體積減少灌鉆井液下鉆時，池體積增加入井鉆具體積下鉆時，池體積減少在激動壓力作用下，地層漏失地面損失鉆井液起下鉆時.池體積穩(wěn)定測量系統(tǒng)出了故障入口出口密度值不穩(wěn)定鉆井液未混和好，鉆井液中含有不同比例的空氣出口密度值是常數(shù)，不隨入口密度的變化而變化傳感器被巖屑埋沒出口密度值突然減小氣浸、油浸、水浸、井涌出口密度值逐漸增大地層吸收鉆井液中的水份，細(xì)泥和粉砂污染鉆井液電導(dǎo)率增大鉆遇鹽巖層，鹽水浸入鉆井液添加劑電導(dǎo)率減小淡水浸入，油浸，氣浸鉆井液中加水鉆井液中

8、含有空氣電導(dǎo)率無變化傳感器露出液面、傳感器被巖屑埋沒、儀器故障電導(dǎo)率突然變化傳感器浸沒一半入口溫度無變化儀器故障出口溫度無變化儀器故障，傳感器埋沒出口溫度梯度增大鉆遇欠壓實地層、鉆遇油氣層鉆進(jìn)中，總烴、烴組份突然升高油浸，氣浸接單根，鉆井液循環(huán)一周后，總烴、烴組份突然升高空氣進(jìn)入鉆具內(nèi)，形成單根峰假異常接單根，一個遲到時間后總烴、烴組份突然升高單根氣后效異常下鉆后，近一個遲到時間，總烴、烴組份突然升高地層后效異常H2S異常并報警H2S浸入儀器故障，探頭故障C02異常CO2浸入氯離子含量升高鹽水浸泥（頁）巖密度減小鉆遇欠壓實地層振動篩上巖屑量增多，巖屑多呈大塊狀井塌巖屑干照有熒光異常顯示原油顯示

9、絲扣油、柴油添加劑，無機(jī)方解石、白云石巖屑中有金屬微粒鉆頭磨損或鉆具磨損或套管磨損六、主要異常事件的檢測預(yù)報在異常顯示對比分析和綜合判斷解釋的基礎(chǔ)上，確定異常事件的類型并盡快發(fā)出異常事件預(yù)報。（一）、地質(zhì)異常預(yù)報地質(zhì)異常事件主要涉及鉆井液參數(shù)，另外還涉及部分工程參數(shù)，包括鉆井液的入出口密度、溫度、電導(dǎo)率、流量、鉆井液體積、立壓、泵沖等。鉆井液參數(shù)的變化通常直接反映井下地層液體的活躍情況及井筒與地層壓力的平衡情況，重視鉆井液異常的預(yù)報，可以避免井噴、井漏等重大事故的發(fā)生，及時處理油氣浸、水浸，為順利施工創(chuàng)造條件（表2）。表2地質(zhì)異常事件主要參數(shù)變化異常類型實時參數(shù)遲到參數(shù)可能引發(fā)的異常事件油浸鉆

10、時減??；出口流量增大；總池體積增加。氣測總烴高異常；烴組份重?zé)N異常明顯；鉆井液密度減小，粘度升高；電導(dǎo)率減小；地溫梯度可能增大；巖屑有熒光顯示。氣浸鉆時減??；出口流量增大；總池體積增加。氣測總烴高異常，甲烷高異常；接單根和起下鉆后效氣明顯；鉆井液密度減小，粘度升高；電導(dǎo)率可能減小；地溫梯度可能增大；巖屑無熒光顯示。鹽水浸鉆時減小；出口流量增大；總池體積增加鉆井液密度減小，粘度降低；電導(dǎo)率增大；氯離子含量升高；氣測小異?；驘o異常顯示；巖屑無熒光顯示。淡水浸鉆時減?。怀隹诹髁吭龃?；總池體積增加。鉆井液密度減小，粘度降低；電導(dǎo)率減?。粴鉁y小異?；驘o異常顯示；巖屑無熒光顯Zjo異常高壓地層鉆時大幅度減

11、??；de指數(shù)減小，偏離正常趨勢線；出口流量增大；總池體積增加；轉(zhuǎn)盤扭矩增大。氣測值升高，接單根后效氣明顯，起下鉆后效氣反應(yīng)強(qiáng)烈；鉆井液密度減小，粘度增大；地溫梯度增大；泥（頁）巖密度減??；巖屑形狀呈碎片狀、多角狀和尖銳狀。井涌、井噴、井塌、卡鉆、埋鉆井涌選擇鉆時突然減小或者伴隨放空；平均鉆時大幅度減??；立管壓力突然大幅度跳躍，或者出現(xiàn)先升高后降低的微變化過程；出口流量起伏跳躍并迅速增大；總池體積迅速增加；大鉤負(fù)荷增大。氣測值大幅度升高；接單根后效氣極為明顯；鉆井液密度減小，粘度升高；電導(dǎo)率增大或者減?。坏販靥荻瓤赡茉龃?。井噴、井塌、卡鉆、埋鉆井漏選擇鉆時突然減小并伴隨放空；平均鉆時大幅度減小；

12、立管壓力大幅度下降；大鉤負(fù)荷增大，鉆壓減?。怀隹诹髁客蝗粶p小，甚至降為0;總池體積迅速減少。巖屑中有多量次生石英晶體或方解石晶體井塌、卡鉆、埋鉆表3地質(zhì)異常事件主要參數(shù)變化事故類型平均鉆時選擇鉆時全烴進(jìn)出口密度進(jìn)出口溫度進(jìn)出口電導(dǎo)率總池體積出口流量快鉆時、放空油浸f/氣浸/f/淡水浸f/鹽水浸f/溢流/井涌/f/井漏地溫異常注：“f”指上升，指增大，指減小。二）工程異常預(yù)報綜合錄井儀連續(xù)檢測和記錄鉆井參數(shù)包括：大鉤負(fù)荷、鉆壓、立壓、泵沖、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)盤扭矩、出口流量、鉆時、鉆進(jìn)成本等。鉆井工程事故包括鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的刺鉆具、刺泵、堵水眼、掉水眼；鉆具的遇阻、卡鉆、溜鉆、斷鉆具、鉆頭掉牙輪等。利

13、用綜合錄井儀監(jiān)測各種參數(shù)異常變化，可直接或間接預(yù)報多種工程異常及工程事故（表1）。井漏選擇鉆時突然減小并伴隨放空；平均鉆時大幅度減?。涣⒐軌毫Υ蠓认陆?；大鉤負(fù)荷增大，鉆壓減??；出口流量突然減小，甚至降為0總池體積迅速減少。巖屑中有多量次生石英晶體或方解石晶體井塌卡鉆埋鉆刺鉆具立管壓力下降；泵沖增大；出口流量增大；鉆時增大；鉆頭時間成本增大。斷鉆具立管壓力緩慢持續(xù)下降，后突然降低；大鉤負(fù)荷突然減小；轉(zhuǎn)盤扭矩減??；泵沖增大；出口流量增大。刺泵泵沖正常；立管壓力緩慢下降,出口流量減小；鉆時增大；鉆頭時間成本增大。掉牙輪轉(zhuǎn)盤扭矩大幅度跳躍并增大；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速劇烈波動，鉆時顯著增大；鉆頭時間成本增大。巖屑

14、中可能有金屬微粒。掉水眼立管壓力下降并穩(wěn)定在某一數(shù)值上；泵沖增大；鉆時增大；鉆頭時間成本增大。水眼堵立管壓力升高；出口流量減小;泵沖下降；鉆時增大；鉆頭時間成本增大。鉆頭曠動嚴(yán)重鉆頭壽命終結(jié)轉(zhuǎn)盤扭矩瞬間出現(xiàn)增大尖峰，并呈加大加密趨勢；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速嚴(yán)重跳動；鉆時顯著增大；鉆頭時間成本增大；巖屑中可能有金屬微粒。井塌轉(zhuǎn)盤扭矩增大，振動篩上巖屑量增多，巖屑多呈大塊狀。溜鉆頓鉆井深突然跳變；大鉤負(fù)荷突然減小，鉆壓突然增大；轉(zhuǎn)盤扭矩增大；鉆時減小；鉆頭時間成本減小?？ㄣ@大鉤負(fù)荷增大；轉(zhuǎn)盤扭矩增大；立管壓力升高，出口流量減小。轉(zhuǎn)盤機(jī)械故障轉(zhuǎn)盤扭矩大幅度波動，其它參數(shù)正常。大繩壽命終結(jié)大繩累計做功超過經(jīng)驗值。接

15、單根、起下鉆及停待期間異常事件表3作業(yè)種類檢測參數(shù)異常顯示原因分析可能引發(fā)的異常事件接單根起鉆溢流；總池體積快速增加在井底壓力近平衡狀態(tài)下，停泵后，環(huán)空壓耗消失，井底回壓減小，超壓驅(qū)動地層流體進(jìn)入井眼；快速起鉆的抽汲作用；起鉆時未按規(guī)定灌鉆井液；鉆井液密度因地層流體不斷浸入而降低，井底回壓進(jìn)一步減小。井涌井噴下鉆總池體積減小在激動壓力的作用下，地層漏失井漏停待溢流；總池體積增加鉆井液密度偏小，井底回壓降低；起鉆刮掉井壁的泥餅；也層流體以擴(kuò)散和滲透的方式進(jìn)入井眼，鉆井液密度減小，井底回壓進(jìn)一步降低。井涌井噴表1鉆井工程參數(shù)異常變化事故及異常類型大鉤負(fù)荷鉆壓超拉力立壓泵速扭矩流量鉆時鉆進(jìn)成本刺鉆具1f7刺泵1f7堵水眼/17掉水眼1f77遇阻卡鉆溜鉆7斷鉆具快鉆時鉆頭后期/7井壁垮塌77注：r”指下降，“f”指上升，指增大，指減小，“”指波動或跳變。七、異常預(yù)報程序1、密切注意鉆井施工過程中各種鉆井參數(shù)值是否正常，出現(xiàn)異常顯示時首先及時檢查儀器或傳感器，排除因設(shè)備故障引起的參數(shù)異常顯示。2、對排除設(shè)備故障因素后的異常顯示應(yīng)及時判斷異常類型，并由值班操作員口頭或電話通知值班司鉆、現(xiàn)場監(jiān)督、分隊長和儀器工程師，提出異常處理建議。3、密切觀察異常顯示過程和異常處理過程，并作詳細(xì)記錄。4、隨后經(jīng)進(jìn)一步確認(rèn)后填寫異常事件預(yù)報通知單，交現(xiàn)場地質(zhì)、工程