井下燃爆监测技术在气体钻井中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com天然气工业2008年5月井下燃爆监测技术在气体钻井中的应用*李永杰陈一健孟英峰(“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学)李永杰等．井下燃爆监测技术在气体钻井中的应用．天然气工业，2008，28(5)：50—52．摘要气体钻井具有保护油气储层，机械钻速高，防漏、治漏效果好，防水敏垮塌，成本低等优点，因而应用越来越广泛。但天然气和原油等烃类物质与含氧气体混合后，在其混合浓度达到燃爆范围并有燃爆条件时，井下就可能出现燃爆，会造成井下复杂事故，影响气体钻井的安全性。尤其是近年来，气体钻井技术应用于非储层的长井段钻井提速，在缩短建井周期方面

2、，钻遇小油气层的几率增大，发生井下燃爆的可能性也增加。利用井下燃爆监测技术，扩大气体钻井技术的应用范围、提高气体钻井效率是气体钻井技术的重要研究课题。基于对气体钻井过程中井下燃爆机理和方式的分析，采用西南石油大学欠平衡钻井技术研究室研发的多功能气体检测仪，对返出气体的成分、温度和压力的连续在线监测，可及时发现井下燃爆迹象，避免井下复杂事故的发生，为进一步完善气体钻井技术提供了有力的技术保证。主题词气体钻井欠平衡钻井天然气燃爆机理监测气体钻井技术是以气体为循环介质进行钻井的钻井方法不能得到广泛、大量地应用。目前在国际新技术，它具有常规钻井液钻井所不具备的诸多优上对气体钻井的井下燃爆监测技术的研

3、究不够深点。能大幅度提高钻速，降低成本、缩短建井周期；入，如何及时发现井下燃爆迹象，避免发生井下燃爆另一方面作为循环介质的气体密度低，对井壁形成造成的井下复杂事故是中国石油天然气集团公司设的压力极低，在低压力系数的地层中得到了较好地立在西南石油大学的“油气藏地质与开发工程”国家应用。在钻井过程中由于环空压力低，不存在钻井重点实验室的欠平衡钻井技术研究室所研究的重点液的漏失。因此，大幅度降低了井漏复杂事故的发课题之一。欠平衡钻井技术研究室研发的多功能气生，加快了钻井工程进度。同时，在气体钻井中保持体钻井在线监测仪，通过对返出气体的连续在线随全过程的欠平衡钻井技术，能够及时地发现和保护钻监测，可

4、以及时发现井下燃爆迹象的发生，为扩大油气储层，提高油气勘探效益等方面得到了越来越气体钻井技术的应用范围，提高气体钻井技术的效广泛的应用。但是，在空气钻井中钻遇的任何油气率提供了有力的技术支持。层，都有发生井下燃爆的可能性，天然气和原油等烃一、燃爆监测的机理类物质与含氧气体混合后，在混合量达到燃爆范围并有着火条件的情况下，井下就可能发生燃爆，造成在气体钻井中，地层产出的可燃油气与注入的烧坏钻具、井眼报废等难于处理的恶性事故，给钻井作为循环介质的含氧气体混合，就有发生井下燃爆带来巨大的损失；而在以提高机械钻速、缩短建井周的可能。而可燃混合气体发生燃爆的浓度界限与气期，降低钻井成本为主的非产层、长

5、井段的空气钻井体本身组分、物性，井下的温度、压力条件和环空边过程中，钻遇含微量、少量油气的地层的可能性随着界的热力学性质等因素有关，并不是所有在燃爆界井段的增长而增大，发生井下燃爆的危险性也在增限内的可燃气体混合物都会发生井下燃爆，只有在加[1]。因此，井下燃爆问题是限制气体钻井技术推井下达到燃爆着火条件时才会发生燃爆。因此，及广应用中的最大难题之一，使这种低成本、高钻速的时监测返出气体中是否含有可燃气体是进行井下燃*本文受到国家高技术发展研究计划(863)“气体钻井技术与装备”项目(编号：2006AA06A103)的资助。作者简介：李永杰，1964年生，硕士；从事欠平衡钻井装备与技术研究和

6、教学工作。地址：(610500)四JIJ省成都市新都区。电话：13880586212。E—mail：l64@163．corn·5O·维普资讯http://www.cqvip.com第28卷第5期天然气工业爆监测的基础。似于卡钻事故，而此时井下钻具已经严重损坏，造成基于地震资料和邻井资料分析对地层的认识，了严重的井下事故。然而，井下燃爆的发生和造成大多数井以提高机械钻速为目的的长井段气体钻井井下事故并不是瞬间突发完成的，而是有一个时间工程中，钻遇较大油气储层的可能性不大，绝大多数过程。所以，井下燃爆的监测就是要及时地发现井井钻遇的都是没有开采价值的产量很小的油气层，下燃爆迹象，防止可燃气体在井

7、下的连续燃烧而造但是这些小油气层也是引起井下燃爆事故的根源。成井下事故。井下燃爆监测系统有以下几个主要部由于油气层的产量较小，可燃气体的浓度不太可能分组成：急剧增大到突破燃爆界限的上限，而总是处于可燃(1)仪器正常工作的保证系统。降尘除水装置：爆界限之中，成为井下燃爆的危险源。通过在线监安装在气体钻井中井下气体返出的排屑管线上，保证测，及时发现返出气体中的可燃气体成分，是进行井取样气体清洁干燥，防止钻井过程中