??? 3.1.2加強(qiáng)地層對(duì)比分析
??? 由于存在地層,產(chǎn)生硫化氫的主要來源有硫酸鹽地層高溫還原作用而產(chǎn)生的硫化氫,地層中石油中的含硫化合物分解而產(chǎn)生的硫化氫,以及殼深部硫化氫氣體通過裂縫向上部運(yùn)移聚集形成的硫化氫。因此地層中的硫化氫氣體的存在不是孤立的。鉆探實(shí)踐證明單純的硫化氫氣層是極少的,絕大部分與天然氣層、油層共存。且不同性質(zhì)地層流體中含有的硫化氫危害性有明顯差異,氣層中含硫化氫危害最大,油層其次,水層相對(duì)較小。同時(shí)同一區(qū)域硫化氫氣體的產(chǎn)生與某一地質(zhì)年代形成的某種巖性地層(即含硫化氫地層)相關(guān)。因此在掌握區(qū)域含硫化氫層位的基礎(chǔ)上,加強(qiáng)鉆井過程中隨鉆分析對(duì)比,利用標(biāo)準(zhǔn)層或巖性組合對(duì)比標(biāo)志層就可準(zhǔn)確地預(yù)測到即將鉆達(dá)的含硫化氫地層,及時(shí)向相關(guān)方作出將鉆達(dá)含硫地層的預(yù)測,以便做好防硫化氫的準(zhǔn)備。
??? 3.1.3加強(qiáng)地層壓力監(jiān)測
??? 異常高壓的存在必然導(dǎo)致上覆地層巖層密度、可鉆性的變化,建立在欠壓實(shí)理論和巖石骨架密度變化理論上的地層壓力預(yù)測技術(shù),是通過現(xiàn)代傳感器實(shí)時(shí)收集鉆頭鉆進(jìn)速度、鉆壓、鉆頭直徑、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速等各種參數(shù),通過計(jì)算機(jī)處理后,實(shí)時(shí)形成DCS指數(shù)的參數(shù)與曲線、Sigma 指數(shù)的參數(shù)與曲線,結(jié)合區(qū)域資料形成的趨勢線可以對(duì)地層壓力異常層進(jìn)行預(yù)測。
??? 鉆探過程中對(duì)該井已取得的錄井資料進(jìn)行分析,將硫化氫監(jiān)測與地層、壓力和工程參數(shù)的監(jiān)測有機(jī)結(jié)合起來。特別重視高壓油氣層,根據(jù)壓力分析提前預(yù)報(bào)高壓層的出現(xiàn),及時(shí)依據(jù)壓力監(jiān)測結(jié)果調(diào)整鉆井液密度,確保鉆井液密度達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求。
??? 3.1.4監(jiān)測鉆進(jìn)液性能變化
??? 硫化氫氣體是一種強(qiáng)酸性氣體,其水溶液是一種酸性液體,保持鉆井液處于堿性狀態(tài),能對(duì)地層產(chǎn)出的硫化氫氣體進(jìn)行中和,因此行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求“在鉆開含硫地層后,要求鉆井液的Ph值始終控制在9.5以上”,同時(shí)鉆井液Ph值的降低,也是地層有酸性物質(zhì)進(jìn)入鉆井液的標(biāo)志之一。因此,監(jiān)測鉆井液的Ph值是降低鉆井液中硫化氫含量的需要,也是監(jiān)測是否有硫化氫氣侵的需要。
??? 預(yù)防鉆探現(xiàn)場硫化氫傷害最有效的方法,是通過比地層壓力高的液柱壓力,讓硫化氫氣體保存在地層之中不進(jìn)入鉆井液。因此,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求“鉆開含硫地層的設(shè)計(jì)鉆井液密度,其安全附加密度在規(guī)定的油井0.05~0.10g/cm3,氣井0.07~0.15g/cm3,選用上限值?!卑l(fā)生氣侵將降低鉆井液密度,降低平衡地層壓力的鉆井液柱壓力,引發(fā)更大的氣侵。監(jiān)測鉆井液密度變化,既是保證鉆井液密度滿足設(shè)計(jì)要求的需要,也是監(jiān)測是否發(fā)生硫化氫氣侵的需要。
??? 監(jiān)測鉆井液密度的方法包括手工測量與傳感器在線連續(xù)監(jiān)測。由于鉆井液密度傳感器容易受鉆井液粘附的影響,因此在加強(qiáng)儀器校驗(yàn)、維護(hù)的同時(shí),為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要加強(qiáng)人工測量。
??? 3.1.5加強(qiáng)鉆井施工監(jiān)測
??? 鉆井起鉆速度過快,可能產(chǎn)生抽汲作用,起鉆過程中不及時(shí)灌注鉆井液都可能使液柱壓力低于地層壓力,引發(fā)氣侵,嚴(yán)重的可能引發(fā)井噴。為避免鉆井施工引發(fā)硫化氫傷害事故發(fā)生,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“在油氣層和油氣層以上起鉆時(shí),前10根立柱起鉆速度應(yīng)控制在5m/s以內(nèi)”、“油氣層和鉆過油氣層進(jìn)行起下鉆作業(yè)時(shí),必須進(jìn)行短程起下鉆”。各個(gè)油氣田同時(shí)依據(jù)本區(qū)的油氣層壓力特點(diǎn),對(duì)起鉆過程中的鉆井液灌注也作了詳細(xì)規(guī)定。因此,現(xiàn)場硫化氫監(jiān)測應(yīng)將鉆井施工(特別是起下鉆作業(yè))列入監(jiān)測范圍,充分發(fā)揮現(xiàn)場錄井設(shè)備在線監(jiān)測功能,設(shè)置報(bào)警門限,發(fā)現(xiàn)違規(guī)作業(yè)后,立即向施工人員提出警示,向井場負(fù)責(zé)人報(bào)警。
??? 3.2按照井場硫化氫分布規(guī)律安置檢測儀
??? 檢測儀位置的正確選擇是保證檢測結(jié)果及時(shí)、準(zhǔn)確的前提,因此必須按硫化氫分布規(guī)律來安裝硫化氫檢測器,將傳感器安裝在能在第一時(shí)間檢測到硫化氫出現(xiàn)的位置和能測出硫化氫準(zhǔn)確值的位置上,否則導(dǎo)致檢測結(jié)果失真。鉆井過程中硫化氫氣體隨鉆井液循環(huán)流出,所以首先出現(xiàn)在井口,然后沿脫氣器、振動(dòng)篩、循環(huán)池到泵房一帶流動(dòng),并不斷向周圍擴(kuò)散,因此,這一帶為高含硫化氫地區(qū),其中脫氣器、振動(dòng)篩處硫化氫量最大。同時(shí)由于硫化氫比空氣重,硫化氫出現(xiàn)后會(huì)向地面方向流動(dòng),隨著時(shí)間的推移,硫化氫逐漸在地面積聚,因此方井在垂向上硫化氫積聚最多的地方。硫化氫的積存量還和空氣流動(dòng)性有關(guān),而循環(huán)罐內(nèi)拐角處由于通風(fēng)條件差,容易造成硫化氫積聚。方井、循環(huán)池、振動(dòng)篩附近和鉆臺(tái)等是現(xiàn)場施工人員活動(dòng)頻繁的地方,應(yīng)該列入監(jiān)測的重點(diǎn),所以硫化氫檢測器安裝位置應(yīng)該選擇緩沖罐(振動(dòng)篩)、井口、循環(huán)池內(nèi)拐角處和泵房、鉆臺(tái)、方井,安裝方式應(yīng)采用立體安裝,在方井、喇叭口和附?jīng)_罐附近及距地面較近的位置分別安裝檢測器。
??? 3.3報(bào)警內(nèi)容多樣化
??? 目前井場硫化氫監(jiān)測報(bào)警內(nèi)容比較單一,一般只向井場發(fā)出“有硫化氫出現(xiàn)”的信息,沒有發(fā)出現(xiàn)有井場硫化氫危害程度及變化情況的內(nèi)容,而影響硫化氫出現(xiàn)的地層、鉆井液密度、施工問題則不屬于硫化氫監(jiān)測預(yù)警內(nèi)容。事實(shí)證明,單一的報(bào)警不能滿足井場預(yù)防措施制定和實(shí)施的需要,不能保證防患于未然。因此井場硫化氫監(jiān)測應(yīng)著眼于防患,內(nèi)容應(yīng)多樣化。
??? 3.3.1由報(bào)警出現(xiàn)硫化氫氣體擴(kuò)大為預(yù)警有可能出現(xiàn)硫化氫氣體
??? (1)依據(jù)鉆井液性能(特別是鉆井液的密度與Ph值)監(jiān)測結(jié)果,及時(shí)向鉆井隊(duì)發(fā)出鉆井液性能異常的警示,以利于鉆井隊(duì)及時(shí)調(diào)整鉆井液性能,做好防硫化氫工作。
??? (2)依據(jù)地層壓力監(jiān)測結(jié)果,向井隊(duì)提出地層壓力預(yù)報(bào),以利鉆井隊(duì)及時(shí)調(diào)整鉆井液密度及其它性能,充分平衡地層壓力,保證硫化氫氣體不侵入鉆井液中。
??? (3)依據(jù)隨鉆分析對(duì)比分析結(jié)果,向井隊(duì)提出即將鉆達(dá)含硫地層的預(yù)警,以利于井場施工隊(duì)伍做好鉆穿含硫地層的技術(shù)與物質(zhì)準(zhǔn)備。
??? (4)依據(jù)泵沖、絞車等傳感器對(duì)鉆井施工情況的監(jiān)測結(jié)果,及時(shí)向鉆井施工人員及井場負(fù)責(zé)人發(fā)出施工違規(guī)的警示,糾正違規(guī)作業(yè),防止硫化氫危害事故發(fā)生。
??? 3.3.2由單一的出現(xiàn)硫化氫氣體報(bào)警擴(kuò)大為分級(jí)報(bào)警
??? 井場中出現(xiàn)硫化氫氣體后其濃度會(huì)隨著地層壓力、侵入鉆井液中硫化氫量及鉆井采取的措施而變化,同時(shí)不同濃度的含硫化氫氣體對(duì)人體的危害程度是不同的。因此硫化氫氣體報(bào)警應(yīng)依據(jù)其濃度及對(duì)人體的危害分級(jí),分別向不同人員報(bào)警并提出建議:當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過5×10-6時(shí),應(yīng)該向鉆臺(tái)報(bào)警,并向鉆井監(jiān)督和安全主管反映情況。提醒危險(xiǎn)地帶人員注意;當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過2×10-5時(shí)應(yīng)該向鉆臺(tái)報(bào)警,建議除必要人員攜帶防護(hù)品工作外,其他人員撒離危險(xiǎn)區(qū);當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過5×10-5時(shí),應(yīng)該向鉆臺(tái)報(bào)警,建議迅速組織人員撒離井場;當(dāng)體積分?jǐn)?shù)超過1×10-4時(shí),應(yīng)該向全井場報(bào)警,建議關(guān)井,全井場人員撒離。
??? 4結(jié)語
??? (1)按照井場硫化氫的分布規(guī)律安置傳感器,充分運(yùn)用可在線測量、靈敏度高的檢測儀器是可以及時(shí)檢測到井場中的硫化氫氣體的。但是現(xiàn)場硫化氫的監(jiān)測不應(yīng)只監(jiān)測地面的硫化氫氣體,而應(yīng)由監(jiān)測地面擴(kuò)充到地下,由僅報(bào)警出現(xiàn)硫化氫氣體擴(kuò)大為預(yù)警有可能出現(xiàn)硫化氫氣體,由單一的出現(xiàn)硫化氫氣體報(bào)警擴(kuò)大為分級(jí)報(bào)警。
??? (2)石油鉆探過程中的硫化氫危害是客觀存在的,只要作嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)技術(shù)規(guī)程,做好預(yù)防控制工作,硫化氫的傷害是可以削弱與避免的。做好硫化氫監(jiān)測工作是做好硫化氫預(yù)防工作的核心環(huán)節(jié)之一。在提倡“以人為本”的今天,硫化氫的監(jiān)測工作顯得十分重要.
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