石油***钻探过程中***的监测
原装进口***探测器，10年超长质保
摘要：石油***钻探过程中***的准确监测是确保钻井安全的条件。在介绍***气体的性质、危害的基础上具体阐述了现场常用***监测方法。对现行井场***监测问题进行了探讨，提出了***监测应从监测地面气体向监测地层流延伸，***报警内容应多样化的建议。
关键词： 石油 *** ***监测
石油***钻探作为一项高技术、高风险的活动，存在着许多影响环境与安全的因素。***气体作为这些因素中的***重要的一个，可能导致设备的损害与人员的***，因此石油钻探过程中***的监测工作很重要。多年来，经过各方的努力，***监测取得了很大的成绩，绝大部分***气体得以消弥，大量可能发生的***伤害事故得以避免。但是，现场***监测工作仍存在一些不足之处。本文对现场***监测的一些基本方法加以总结，期望能够对***监测工作有所帮助。
1 ***的性质和对石油钻探的危害［1］
要做好石油钻探过程中***的监测工作，首先应了解其性质与危害。
1.1 ***的物理化学性质
***是一种无色、***、强酸性气体，其相对密度为1.176，较空气重；燃点250℃，燃烧时呈蓝色火焰，产生***的SO2；***与空气混合，体积分数达4.3~46%时就形成一种***混合物。
1.2 石油钻探过程中***的危害
1.2.1***对***的危害
***的毒性较***大5~6倍，几乎与***同样***。***质量浓度不同，对人的危害也不同，轻则对***造成刺激，重则会致使人在几分钟内***。
1.2.2***对设备材料的危害
（1）***对金属材料的腐蚀。***溶于水形成弱酸，对金属的腐蚀形式有电化学失重腐蚀、氢脆和硫化物应力腐蚀开裂，以后两者为主，一般统称为氢脆***。氢脆***往往造成井下管柱的突然断落、地面管汇和仪表的***、井口装置的***，甚至发生严重的井喷失控或着火事故。
（2）***能加速非金属材料的老化。在地面设备、井口装置、井下工具中，有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的密封件。它们在***环境中使用一定时间后，橡胶会产生鼓泡胀大，失去弹性；浸油石墨及石棉绳上的油被溶解而导致密封件的失效。
1.2.3***污染钻井液
***主要是对水基钻井液有较大的污染。它会使钻井液性能发生很大变化，如密度下降、Ph 值下降、黏度上升，以至形成流不动的冻胶，不能使用，这必将增加成本，并给施工人员带来安全威胁。
2 ***的监测
2.1 现场常用***监测仪器
2.1.1***库仑检测仪
原理：利用库仑滴定原理，将被测气体导入滴定池，池内装有***化钾的酸性溶液，池内即发生电解。电解电流与被测物质的瞬时浓度呈线性关系，由此得出被测物质的浓度值，并由微安表指示读数。
2.1.2***气敏电极检测仪
原理：电极由工作电极、参比电极、内充电解液和透气膜组成。
用硫电极作工作电极，用Ag/AgCl电极或LaF3电极作参比电极。内充电解液Ph为5的柠檬酸盐缓冲液。***通过透气薄膜进入电解液转变为S2-离子，平衡时:
[S2-]K1*K2[H2S]/[H+]2
式中K1、K2为电离常数。当离子强度和Ph值一定时电极电位为：
E0=E-(2.303RT/2F)Log[H2S]
式中，F为法拉弟常数；T为温度； R为气体常数。
特点：重现性好；响应时间为1~3min；适于进行H2S的在线测定。
2.2 常用快速化学分析方法
2.2.1***检测管法
原理：吸附在硅胶上的***能和***气体迅速反应，生成褐色的硫化铅，利用这一反应制成比长式检测管定量测定***。
制备：称取1.5g***溶于10ml 2%醋酸中，按1:1的比例加入10ml 2%***溶液，然后用水稀释至100ml，制成指示液。
将2g处理好的80~100目的硅胶放在蒸发皿中，加入1ml配好指示液，不断搅拌使指示粉自然干燥到颗粒之间互不粘附。
在内径2.3~3.0mm，长150mm的玻璃管中，装入80mm长的指标粉，两端用脱脂棉固定，熔封。用标准气进行标定，制作浓度标尺测定检测管。
干扰：硫醇类物质对测定有干扰。
2.2.2***指示纸法
原理：与检测管法相同，处理有***的指标纸与***作用产生褐色的硫化铅沉积在指示纸上。把指示纸的颜色与标准比色板相比较，确定***的浓度。
制备：称取10g***溶于100ml的醋酸中，加入10ml甘油配成指示液。把慢速定量滤纸在指示液中浸1min后取走。夹在干燥的滤纸中吸去多余的液体，放在不含***的干净空气中自然干燥。干燥后剪成与采样夹的直径相同的圆片，密封保存在玻璃容器中。
使用指标纸时，先将其夹在采样夹上，以1L/min的速度采样，采完规定体积的气样后，将指示纸折成半圆形，放在标准比色板的相应色阶上比较，得到***的含量。然后与采样体积相除得到气样中***的体积分数。指标纸与气样接触面积的直径小，测定灵敏度高，直径大，灵敏度低。石油***钻探现场负责资料信息采集、处理，钻井监控的综合录井仪一般采用***气敏电极检测仪进行***监测，其携带、安装方便，灵敏度较高，适于在线测量，适应现场对***检测需要。
塔里木盆地顺1井地处沙漠***，交通十分不便，一旦发生***事故，求援难度很大。该井使用国际***的DLS综合录井仪录井，***检测仪***小检测体积分数为10-6，具有灵敏度高，响应时间短，24h连续监测，声光报警的功能。本井在录井过程中对***异常共作出3次预报，成功率为100%，有效地保证了工程的顺利施工和井场工作人员的人身安全。
3 现行井场***监测问题的思考
综合录井作为安全钻井的参谋具有监测及时性强，预报准确度高的特点，为钻井实施***监测提供了可靠依据。但是，目前***监测方法仅局限于地面的***，而对于可能产生***气体的因素没有加以监测，同时发现***异常报***式单调、***传感器安装位置不符合井场***分布规律等问题，因此，要对现行***监测加以改进。
3.1 ***监测应从监测地面气体向监测地层流体延伸
***监测的目的是防止***对设备特别是对人员的伤害，因此监测产生***的因素比监测地面***气体更为重要，事实上，国内石油***钻探***几次特大的***恶***故都是对井下流体监测不力导致井喷所致。
3.1.1掌握区域资料，认清地层情况
虽然某些钻井液添加剂经过高温裂解可能产生***，但是石油钻探过程中***主要来源于地层本身，它存在于碳酸盐岩与蒸发岩地层中，特别是与碳酸盐地层伴生的膏盐地层更容易储有***气体。因此不同区域的地层***含量不同，同一区域不同地层的***含量、危害性也是不同的。所以要监测***必须认清所钻井地层情况，了解区域地质特点。在实施钻井前，应掌握邻近地区已经出现的***异常情况，编制好本井***监测预报方案。
3.1.2加强地层对比分析
由于存在地层，产生***的主要来源有***盐地层高温还原作用而产生的***，地层中石油中的含硫化合物分解而产生的***，以及壳深部***气体通过裂缝向上部运移聚集形成的***。因此地层中的***气体的存在不是孤立的。钻探实践证明单纯的***气层是***的，绝大部分与***层、油层共存。且不同性质地层流体中含有的***危害性有明显差异，气层中含***危害***大，油层其次，水层相对较小。同时同一区域***气体的产生与某一地质年代形成的某种岩性地层（即含***地层）相关。因此在掌握区域含***层位的基础上，加强钻井过程中随钻分析对比，利用标准层或岩性组合对比标志层就可准确地预测到即将钻达的含***地层，及时向相关方作出将钻达含硫地层的预测，以便做好防***的准备。
3.1.3加强地层压力监测
异常高压的存在必然导致上覆地层岩层密度、可钻性的变化，建立在欠压实理论和岩石骨架密度变化理论上的地层压力预测技术，是通过现代传感器实时收集钻头钻进速度、钻压、钻头直径、转盘转速等各种参数，通过计算机处理后，实时形成DCS指数的参数与曲线、Sigma 指数的参数与曲线，结合区域资料形成的趋势线可以对地层压力异常层进行预测。
钻探过程中对该井已取得的录井资料进行分析，将***监测与地层、压力和工程参数的监测有机结合起来。特别重视高压油气层，根据压力分析提前预报高压层的出现，及时依据压力监测结果调整钻井液密度，确保钻井液密度达到技术规范要求。
3.1.4监测钻进液性能变化
***气体是一种强酸性气体，其水溶液是一种酸性液体，保持钻井液处于碱性状态，能对地层产出的***气体进行中和，因此行业标准要求“在钻开含硫地层后，要求钻井液的Ph值始终控制在9.5以上”，同时钻井液Ph值的降低，也是地层有酸性物质进入钻井液的标志之一。因此，监测钻井液的Ph值是降低钻井液中***含量的需要，也是监测是否有***气侵的需要。
预防钻探现场***伤害***有效的方法，是通过比地层压力高的液柱压力，让***气体保存在地层之中不进入钻井液。因此，行业标准要求“钻开含硫地层的设计钻井液密度，其安全附加密度在规定的油井0.05~0.10g/cm3，气井0.07~0.15g/cm3, 选用上限值。”发生气侵将降低钻井液密度，降低平衡地层压力的钻井液柱压力，引发更大的气侵。监测钻井液密度变化，既是保证钻井液密度满足设计要求的需要，也是监测是否发生***气侵的需要。
监测钻井液密度的方法包括手工测量与传感器在线连续监测。由于钻井液密度传感器容易受钻井液粘附的影响，因此在加强仪器校验、维护的同时，为保证数据准确性要加***工测量。
3.1.5加强钻井施工监测
钻井起钻速度过快，可能产生抽汲作用，起钻过程中不及时灌注钻井液都可能使液柱压力低于地层压力，引发气侵，严重的可能引发井喷。为避免钻井施工引发***伤害事故发生，行业标准规定“在油气层和油气层以上起钻时，前10根立柱起钻速度应控制在5m/s以内”、“油气层和钻过油气层进行起下钻作业时，必须进行短程起下钻”。各个油气田同时依据本区的油气层压力特点，对起钻过程中的钻井液灌注也作了详细规定。因此，现场***监测应将钻井施工（特别是起下钻作业）列入监测范围，充分发挥现场录井设备在线监测功能，设置报警门限，发现违规作业后，立即向施工人员提出警示，向井场负责人报警。
3.2 按照井场***分布规律安置检测仪
检测仪位置的正确选择是保证检测结果及时、准确的前提，因此必须按***分布规律来安装***检测器，将传感器安装在能在***时间检测到***出现的位置和能测出***准确值的位置上，否则导致检测结果失真。钻井过程中***气体随钻井液循环流出，所以首先出现在井口，然后沿脱气器、振动筛、循环池到泵房一带流动，并不断向周围扩散，因此，这一带为高含***地区，其中脱气器、振动筛处***量***大。同时由于***比空气重，***出现后会向地面方向流动，随着时间的推移，***逐渐在地面积聚，因此方井在垂向上***积聚***多的地方。***的积存量还和空气流动性有关，而循环罐内拐角处由于通风条件差，容易造成***积聚。方井、循环池、振动筛附近和钻台等是现场施工人员活动频繁的地方，应该列入监测的***，所以***检测器安装位置应该选择缓冲罐（振动筛）、井口、循环池内拐角处和泵房、钻台、方井，安装方式应采用立体安装，在方井、喇叭口和附冲罐附近及距地面较近的位置分别安装检测器。
3.3 报警内容多样化
目前井场***监测报警内容比较单一，一般只向井场发出“有***出现”的信息，没有发出现有井场***危害程度及变化情况的内容，而影响***出现的地层、钻井液密度、施工问题则不属于***监测预警内容。事实证明，单一的报警不能满足井场预防措施制定和实施的需要，不能保证防患于未然。因此井场***监测应着眼于防患，内容应多样化。
3.3.1由报警出现***气体扩大为预警有可能出现***气体
（1）依据随钻分析对比分析结果，向井队提出即将钻达含硫地层的预警，以利于井场施工***做好钻穿含硫地层的技术与物质准备。
（2）依据地层压力监测结果，向井队提出地层压力预报，以利钻井队及时调整钻井液密度及其它性能，充分平衡地层压力，保证***气体不***钻井液中。
（3）依据钻井液性能（特别是钻井液的密度与Ph值）监测结果，及时向钻井队发出钻井液性能异常的警示，以利于钻井队及时调整钻井液性能，做好防***工作。
（4）依据泵冲、绞车等传感器对钻井施工情况的监测结果，及时向钻井施工人员及井场负责人发出施工违规的警示，纠正违规作业，防止***危害事故发生。
3.3.2由单一的出现***气体报警扩大为分级报警
井场中出现***气体后其浓度会随着地层压力、***钻井液中***量及钻井采取的措施而变化，同时不同浓度的含***气体对***的危害程度是不同的。因此***气体报警应依据其浓度及对***的危害分级，分别向不同人员报警并提出建议：当体积分数超过5×10-6时，应该向钻台报警，并向钻井监督和安全主管反映情况。提醒***地带人员注意；当体积分数超过2×10-5时应该向钻台报警，建议除必要人员携带防护品工作外，其他人员撒离***区；当体积分数超过5×10-5时，应该向钻台报警，建议迅速***人员撒离井场；当体积分数超过1×10-4时，应该向全井场报警，建议关井，全井场人员撒离。
4 结语
（1）按照井场***的分布规律安置传感器，充分运用可在线测量、灵敏度高的检测仪器是可以及时检测到井场中的***气体的。但是现场***的监测不应只监测地面的***气体，而应由监测地面扩充到地下，由仅报警出现***气体扩大为预警有可能出现***气体，由单一的出现***气体报警扩大为分级报警。
（2）石油钻探过程中的***危害是客观存在的，只要作严格执行相关技术规程，做好预防控制工作，***的伤害是可以削弱与避免的。做好***监测工作是做好***预防工作的核心环节之一。在提倡“以人为本”的今天，***的监测工作显得十分重要。
热线电话：15888317110
