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气体钻井井下燃爆界限快速测量装置的研制与试验

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石油钻探技术 2019年第5期47卷 62-68页

作者：李一博李永杰油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学)

为解决气体钻井中井下燃爆的问题,研制了一种现场快速直接测定地层烃类气体燃爆界限的装置,并给出了该装置的测试方法。快速测量试验结果发现,该测试装置可在不同压力、温度和混合气体体积分数条件下准确测量地层烃类气体的燃爆界限,得... 详细信息

为解决气体钻井中井下燃爆的问题,研制了一种现场快速直接测定地层烃类气体燃爆界限的装置,并给出了该装置的测试方法。快速测量试验结果发现,该测试装置可在不同压力、温度和混合气体体积分数条件下准确测量地层烃类气体的燃爆界限,得出当前地层烃类气体的燃爆范围,预防井下燃爆的发生。同时,在以甲烷气体为对象的试验中,用0.1MPa压力下的测量结果验证了该装置的有效性,并揭示了温度和压力对井下燃爆的影响规律。研究认为,气体钻井井下燃爆界限测量装置为气体钻井中的井下燃爆问题提供了一种有效的预防手段,可有效保证井下安全,应用前景广阔。

关键词：气体钻井井下燃爆燃爆界限测量装置燃爆试验

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空气钻井井下燃爆监测系统

石油机械 2007年第5期35卷 35-37,40页

作者：冯靓陈一健张昆陈勇西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室

UBD气体监测系统是专门为监测井下燃爆现象而开发研制的,其主要原理是通过对返出气体中氧气、一氧化碳和二氧化碳体积分数变化的监测来判断井下是否发生燃爆。该系统具有仪器安装方便,井场布线简单,微型数据采集系统占用井场面积小,全... 详细信息

UBD气体监测系统是专门为监测井下燃爆现象而开发研制的,其主要原理是通过对返出气体中氧气、一氧化碳和二氧化碳体积分数变化的监测来判断井下是否发生燃爆。该系统具有仪器安装方便,井场布线简单,微型数据采集系统占用井场面积小,全数字信号传输,系统测量参数多,响应快,稳定性好,精度高,维护方便等特点,并已在川东某井成功完成井下燃爆监测任务,捕捉井下燃爆现象的灵敏性和准确性高,为空气钻井的提速快钻提供了安全保障。

关键词：空气钻井井下燃爆监测系统

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空气钻井井下燃爆事例分析

天然气工业 2008年第5期28卷 53-54页

作者：张林余代银许期聪余锐蒋斌中国石油天然气集团公司川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院 618300 中国石油西南油气田公司蜀南气矿

空气钻井在提高钻速、解决恶性井漏、保护油气层等方面具有优势,因而应用越来越广泛。但在空气钻井过程中若钻遇伴有可燃气体(如天然气?石油等烃类物质)的地层时,空气与其混合后若继续钻井则井下极易达到燃爆条件,在滤饼环?钻柱摩擦等... 详细信息

空气钻井在提高钻速、解决恶性井漏、保护油气层等方面具有优势,因而应用越来越广泛。但在空气钻井过程中若钻遇伴有可燃气体(如天然气?石油等烃类物质)的地层时,空气与其混合后若继续钻井则井下极易达到燃爆条件,在滤饼环?钻柱摩擦等条件刺激下就会引起井下燃爆,进而引发卡钻事故。以某井的燃爆卡钻事故为例,分析了其燃爆的主要原因,并采用加强空气钻井过程中的录井监测、注入惰性气体等方法来避免井下燃爆事故的发生。

关键词：空气钻井钻井液天然气井下燃爆卡钻

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聚类分析在井下燃爆判别中的应用

石油钻探技术 2010年第6期38卷 20-24页

作者：崔真中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营257017

聚类分析是一种在安全分析领域应用广泛的多元统计方法,其在安全评价、监测、分析中使用效果显著。将井下燃爆类型判别抽象为一个数学分类问题,应用聚类分析的方法来进行分类,对聚类分析在井下燃爆判别中的应用方法进行了研究,提出了一... 详细信息

聚类分析是一种在安全分析领域应用广泛的多元统计方法,其在安全评价、监测、分析中使用效果显著。将井下燃爆类型判别抽象为一个数学分类问题,应用聚类分析的方法来进行分类,对聚类分析在井下燃爆判别中的应用方法进行了研究,提出了一种现场测试数据处理的标准化原则,并应用系统聚类分析方法对川东北地区某井的现场测试数据进行了分析计算。应用最短距离法、最长距离法、中间距离法、重心法、类平均法、离差平方和法多种聚类准则得出的结果高度一致,并与现场判别软件的判别结果一致,证实了该方法的有效性。该方法减少了数据冗余,原理清晰,计算简单,其结论客观,符合现场情况。

关键词：气体钻井井下燃爆聚类分析数据处理

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气体钻井井下燃爆分析与预警技术研究

气体钻井井下燃爆分析与预警技术研究

作者：于海洋中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

近年来,气体钻井在国内得到了飞速的发展,气体钻井相比传统钻井有着显著的优势,在各油田应用得越来越普遍,但在实际应用中也出现了一系列的安全问题,例如井壁失稳、地层出水、井下燃爆等。其中井下燃爆是最为严重的井下安全问题之一。... 详细信息

近年来,气体钻井在国内得到了飞速的发展,气体钻井相比传统钻井有着显著的优势,在各油田应用得越来越普遍,但在实际应用中也出现了一系列的安全问题,例如井壁失稳、地层出水、井下燃爆等。其中井下燃爆是最为严重的井下安全问题之一。当采用压缩空气作为循环介质进行钻井时,钻遇任何含油气层都有发生井下燃爆的可能性。因此有必要对井下燃爆预警技术进行研究,以便准确、及时监测和预报气体钻井井下燃爆风险,保障钻井作业安全完成。本文在文献调研的基础上,归纳了气体钻井发生井下燃爆的判别方法,设计了一套气体钻井取样和分析装置,分析了井下燃爆发生的机理,提出了燃爆风险指数作为评价井下燃爆风险大小的指标,并分析了影响燃爆风险指数的因素,建立了燃爆指数计算模型;本文在新的气体钻井井下燃爆预警模型的基础上,设计并开发了一套井下燃爆监测与预警软件,并进行了现场试验,为气体钻井井下燃爆的监测与预警提出一种新的解决方案。

关键词：气体钻井井下燃爆风险指数预警软件现场试验

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空气钻井井下燃爆风险评估与控制措施的研究

空气钻井井下燃爆风险评估与控制措施的研究

作者：陈丹丹中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

随着钻井技术的发展,空气钻井技术因其特殊的技术优势受到了广泛的关注,其应用得到了国内外钻井公司的青睐。由其技术名称可知,空气钻井使用的钻井循环介质是空气,具有使用方便而且成本低的特点。但是该技术的安全问题成了国内外关注的... 详细信息

随着钻井技术的发展,空气钻井技术因其特殊的技术优势受到了广泛的关注,其应用得到了国内外钻井公司的青睐。由其技术名称可知,空气钻井使用的钻井循环介质是空气,具有使用方便而且成本低的特点。但是该技术的安全问题成了国内外关注的焦点,尤其是在使用空气钻井技术时,当钻遇到油气层时井下就有发生可燃气体着火、爆炸的可能性。实践表明,该事故一旦发生,后果十分严重。由此,井下燃爆问题成为我们必须面对而且十分棘手的问题。针对空气钻井井下燃爆问题,本文首先以事故交叉理论为依据,并结合现代安全工程理论中有关危险源分析的理论,对空气钻井工艺进行了危险源辨识,并将空气钻井作业危险源划分为静态和动态两大类,从而确定了引起事故发生的最基本的因素;其次,结合空气钻井自身特点,选用模糊综合评判方法对空气钻井工艺进行了风险评估,评估结果显示:要提高空气钻井技术的安全指数,必须重视安全管理,提高钻井技术水平;然后以国内外钻井工程建立风险评估体系的方法为依据,建立了适用于评估以火灾爆炸为主要风险的空气钻井风险评估体系,得出在空气钻井中,井下燃爆事故危险程度处于较危险的边缘,应该对此事故给予足够的重视;之后采用理论和实际相结合的方法对井下燃爆问题展开了研究,针对可燃气体的爆炸极限,先用经验公式进行计算,为了使数据更接近实际情况,通过实验方法进一步确定了可燃气体的爆炸极限数值,为井下燃爆事故的预防提供了数据支持;最后根据研究结论,结合空气钻井实际情况,制定了空气钻井井下燃爆事故的控制措施。

关键词：空气钻井井下燃爆风险评估燃爆特性研究

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空气钻井井下燃爆控制技术探讨

钻采工艺 2017年第4期40卷 13-14页

作者：肖洲颜小兵万昕中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院中石油欠平衡与气体钻井试验基地西南油气田分公司勘探事业部

空气钻井条件下,若钻遇地层含油气流体,且温度和压力满足井下燃爆条件需要,易发生井下燃爆事故。井下燃爆不仅造成钻具、套管被烧毁破坏,还会造成井眼破坏,后续处理困难,造成井眼报废等,其成为了阻碍空气钻井技术的发展瓶颈。文章从燃... 详细信息

空气钻井条件下,若钻遇地层含油气流体,且温度和压力满足井下燃爆条件需要,易发生井下燃爆事故。井下燃爆不仅造成钻具、套管被烧毁破坏,还会造成井眼破坏,后续处理困难,造成井眼报废等,其成为了阻碍空气钻井技术的发展瓶颈。文章从燃爆极限、点火方式着手,分析了空气钻井井下燃爆机理,提出了防止井下燃爆控制措施,首先是详细研究地质资料,尽量避开油气层段;在空气钻井作业期间,防止井下燃爆的重点是对井下可燃的流体进行监测,及时发现,及早转换钻井方式;在钻具组合中加入灭火阀也可达到阻燃的目的;在可能出气的层段采用氮气钻井,是避免井下燃爆的有效手段;雾化钻井、泡沫钻井等技术在控制井下燃爆方面也有一定效果。

关键词：空气钻井井下燃爆燃爆机理控制措施

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华北ND1区块气体钻井地层适应性评价

天然气工业 2013年第5期33卷 86-91页

作者：孟英峰严俊涛沈华李皋刘厚彬 "油气藏地质及开发工程"国家重点实验室.西南石油大学中国石油华北油田公司

华北地区ND1区块ND101井中深部古近系沙河街组首次采用气体钻井提速,因井壁失稳、地层流体产出及井下燃爆等一系列的难点,严重阻碍了该区块气体钻井的实施。为此,基于气体钻井理论并与现场实践相结合,建立了一套有效的气体钻井适应性评... 详细信息

华北地区ND1区块ND101井中深部古近系沙河街组首次采用气体钻井提速,因井壁失稳、地层流体产出及井下燃爆等一系列的难点,严重阻碍了该区块气体钻井的实施。为此,基于气体钻井理论并与现场实践相结合,建立了一套有效的气体钻井适应性评价分析体系,包括气体钻地层井壁稳定评价和产出地层流体影响评价。通过评价产出地层流体对气体钻井壁坍塌、井下燃爆的影响,得到了3个方面重要认识:①快速产出的储层气体降低了近井壁地层孔隙压力,对气体钻井壁稳定更有利,因而,适当提高注气量可保障沙河街组氮气钻井有效进行;②修正的气体钻井井壁稳定分析模型提高了地层产水条件下坍塌压力当量密度预测的精度,可作为合理筛选该地区中下部地层气体钻井井段的依据;③采用邻井测井资料估算地层出水量并计算不同产水量下立管压力的方法,可确定维持气体钻井在一定湿度范围内的相应注气量参数,实钻中可根据立管压力、排砂管线湿度变化判断井下地层出水、出油及井壁干燥情况,及时调整或改变钻井措施。

关键词：气体钻井适应性评价地层流体产出井壁稳定井下燃爆冲蚀腐蚀随钻监测华北地区古近纪

基于LabVIEW平台的空气钻井井下安全分析及应用系统研究

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基于LabVIEW平台的空气钻井井下安全分析及应用系统研究

作者：崔真中国石油大学

学位级别：硕士

空气钻井是指利用空气来替代钻井液作为循环介质的一种全新的钻井技术,近年来在国内现场的应用中越来越广泛。而井下燃爆问题是使其大规模的推广应用受到限制的重要因素之一。目前国内在井下燃爆方面的监测软件系统只是简单的实现了实... 详细信息

空气钻井是指利用空气来替代钻井液作为循环介质的一种全新的钻井技术,近年来在国内现场的应用中越来越广泛。而井下燃爆问题是使其大规模的推广应用受到限制的重要因素之一。目前国内在井下燃爆方面的监测软件系统只是简单的实现了实时数据的显示,燃爆判断还需要人工进行。为了解决这个问题,本文利用聚类分析算法,并结合LabVIEW软件平台,设计了一套集数据显示、安全报警、数据存储及查询、报表打印功能于一体的井下燃爆监测软件系统。具体的研究成果:提出了一种井下气体浓度原始数据标准化原则,使数据能够更好的反映实际情况;使用多种聚类分析方法对数据进行了分类,分类结果与现场验证相吻合;利用LabVIEW软件设计了一套空气钻井井下燃爆监测系统,系统分数据预处理模块、显示模块、井下安全报警模块、数据管理模块以及报表自动生成模块五个部分,在井下报警模块中使用了聚类分析方法,在数据管理模块中使用Labsql与数据库结合的方法;对于系统的各个模块进行了实例验证,结果证明五个模块的设计合理,结果准确,与现场实例相符合。空气钻井井下燃爆分析系统的设计取得了设想的效果。

关键词：空气钻井井下燃爆监测系统报警聚类分析 LabVIEW LabSQL