一种基于工艺安全的钻井工程风险控制分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法，用于指导用户通过录井技术的所测数据分析识别钻井工艺安全关键的风险控制指标。包括如下步骤：确定目标井的地质条件，确定目标井的地层压力，确定钻井液的属性；分析可能引发油气井工程事故的原因；通过综合录井仪获取钻井工艺指标；针对特定钻井工程事故进行钻井工艺指标信号特征分析及其敏感性分析。本发明专利技术的方法结合了信号分析和数据统计学，形成了一套完整的可商用的基于工艺安全的钻井风险控制指标分析体系，具有效率高，易实现的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工艺安全
，尤其是一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法。
技术介绍
地下蕴藏着丰富的可供人类利用的资源，如石油、天然气、原煤、地热、水及其它矿产资源等。其中石油、天然气和原煤是目前世界能源结构中的主要组成部分，是人类赖以生存和发展的重要物质基础。钻井是围绕井的建设和测量而实施的耗资巨大的技术密集型工程，是获得地下蕴藏的真实地质资料(如岩、矿、石油、地下水等)和直接信息的一种技术方法，它是地质和矿产勘探中不可缺少的一个施工环节，通过钻井可对所取得的地质和矿产资源参数做出最终可靠的评价。钻井技术是石油行业进行勘探生产的关键技术，由于专业性强，投资高、隐蔽性强等特点，钻井技术安全性对油气资源开发和经济效益的高低有着决定性作用。在油气勘探和开发的过程中，面临钻井安全问题十分突出。如在钻井过程遇到井塌、井漏、井斜、卡钻、钻具失效等安全问题。不仅造成巨大的经济损失，甚至危害职工的生命安全。因此对于钻井工作者来说，必须通过利用各种技术信息，在复杂的钻井施工中严格控制钻井工艺，把可能发生的事故损失降到最小。石油钻井工程工艺参数的获取大多是通过随钻地质观察分析、气体检测、钻井液参数测量、地层压力预测和钻井工程参数测量等为一体的综合性现场监测录井技术。通过录井技术使钻井作业的全过程处于全天候监控之中，通过对钻井参数的连续监测和量化分析判断，实现了对钻井异常情况的早期主动预测和预报。现代录井技术主要是以传感仪表技术、通信网络技术和计算机应用技术为三大支柱，为油气勘探开发服务。石油钻井工艺参数与钻井操作人员的技术水平有十分密切的关系，为了确保石油钻井工程工艺参数在正常范围内运行，避免产生偏差，可以通过钻井绩效指标分析的方法，设定钻井工艺安全绩效指标，督促员工提高技能和工作责任感，从而促进石油钻井作业安全。然而，目前国内外尚没有一套系统的基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提出了一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法。以石油钻井工程安全风险控制为核心目标，通过使用随钻地质观察分析、气体检测、钻井液参数测量、地层压力预测和钻井工程参数测量等一系列的综合性现场监测录井技术手段，建立钻井绩效指标的分析方法，找出钻井作业关键风险，促进石油钻井作业安全，防止重大事故的发生。本专利技术采用如下技术方案:一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法，指导用户通过录井技术的所测数据分析识别钻井工艺安全关键的风险控制指标，包括如下步骤:(I)确定目标井的地质条件，确定目标井的地层压力，确定钻井液的属性；(2)分析可能引发油气井工程事故的原因；(3)通过综合录井仪获取钻井工艺指标；(4)针对特定钻井工程事故进行钻井工艺指标信号特征分析及其敏感性分析。进一步地，所述步骤(I)中的地质条件分为低破裂压力和高破裂压力；泥线以下浅部地层地质年龄轻，压实时间短，地层渗透率高，海底浅部地层强度很低，上覆岩层压力与陆地上相比偏低，地层在上述低的上覆岩层压力下压实，趋向较低的破裂压力；反之，破裂压力泥线以下深部地层地质年龄大，压实时间长，地层渗透率低，海底深部地层强度很高，层在上述高的上覆岩层压力下压实，趋向较高的破裂压力。进一步地，所述步骤(I)中的钻井液的属性包括钻井液压力属性、及钻井液密度属性，钻井液的液柱高度降低，致使钻井液压力降低；地层气中的水进入钻井液会导致钻井液的密度降低；钻井风险控制指标分析时要确定实况分析中的钻井液压力属性、及钻井液密度属性。进一步地，所述步骤(2)中所述的油气井工程事故为卡钻事故，可能引发油气井工程事故的原因有:存在粘滞系数较大泥饼、遇水化能力极强的泥岩、岩肩浓度较大、岩性疏松、钻速过快和钻井液返速过大、钻井液质量差、及钻井液黏度切力太大。进一步地，所述步骤(3)中钻井工艺指标，主要包括:钻井大钩的瞬时下放速度，钻盘转速，大钩悬重，钻压，钻时，大钩高度，扭矩，立管压力，泵冲，出口流量，泥浆入口流量，总池体积，活动罐的总池体积，泥浆罐的体积，总烃，油气含量，硫化氢浓度，泥浆入口密度，泥浆出口密度，泥浆入口温度，泥浆出口温度，泥浆入口电导率，泥浆出口电导率。进一步地，所述步骤(4)中针对特定钻井工程事故为卡钻事故，引发卡钻事故的敏感性指标分为高、中、低度三个等级；高敏感性指标为:钻压、出口流量、钻盘转速；中敏感性指标为:瞬时下放速度、大钩高度、总烃、钻时；低敏感性指标为:扭矩、泵冲、活动罐总体积、大钩悬重、泥浆入口流量、立管压力、总池体积。更进一步地，所述引发卡钻事故的敏感性指标分析得出卡钻事故发生过程中的预警征兆为:瞬时下放速度、钻压和钻盘转速迅速减小直至为零，且钻盘转速呈现明显波动，波谷为零，波峰值先大后小；扭矩也缓慢减小并呈现大幅度波动，最小值为零；钻时和总烃量基本不变，大钩高度和出口流量在开始有缓慢增大趋势，但出口流量迅速保持平稳状态，呈现较小波动。本专利技术取得的有益技术效果为:本专利技术将石油钻井工艺指标进行分析，在解决对复杂的地质工况条件下工艺安全绩效指标的分类、分析和决策问题中，起到了积极的作用，可以快速分析关键指标，准确合理的制定解决问题的方法，实现高效准确的管理体系。本专利技术的方法结合了信号分析和数据统计学，形成了一套完整的可商用的基于工艺安全的钻井风险控制指标分析体系，具有效率尚，易实现的特点O【附图说明】图1为基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法流程图。图2为卡井事故分析树示意图。【具体实施方式】结合附图1至2对本专利技术的【具体实施方式】做进一步说明:一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法，指导用户通过录井技术的所测数据分析识别钻井工艺安全关键的风险控制指标，包括如下步骤:(I)确定目标井的地质条件，确定目标井的地层压力，确定钻井液的属性；地质条件分为低破裂压力和高破裂压力。泥线以下浅部地层地质年龄轻，压实时间短，地层渗透率高，海底浅部地层强度很低，上覆岩层压力与陆地上相比偏低，地层在上述低的上覆岩层压力下压实，趋向较低的破裂压力。反之，破裂压力泥线以下深部地层地质年龄大，压实时间长，地层渗透率低，海底深部地层强度很高，层在上述高的上覆岩层压力下压实，趋向当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于工艺安全的钻井风险控制指标分析方法，其特征在于，指导用户通过录井技术的所测数据分析识别钻井工艺安全关键的风险控制指标，包括如下步骤：(1)确定目标井的地质条件，确定目标井的地层压力，确定钻井液的属性；(2)分析可能引发油气井工程事故的原因；(3)通过综合录井仪获取钻井工艺指标；(4)针对特定钻井工程事故进行钻井工艺指标信号特征分析及其敏感性分析。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：商翼，王廷春，张晓华，孙德青，贺辉宗，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11