综合录井防雷技术

时间：2022-10-05 21:25:35 研究生毕业论文我要投稿

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综合录井防雷技术

　　综合录井防雷技术【1】

　　摘要：本文从雷电的成因、种类、入侵途径、危害、综合录井仪的雷击后果、综合录井仪防雷技术、防雷接地等方面进行了阐述。

　　本文着重把防雷接地这项内容进行了具体的分析，分别从原理、应用以及如何正确的测量对地电阻等三个方面，将防雷技术做了具体的阐述。

　　关键词：雷击;综合录井仪;防雷;接地

　　1 雷电的成因及危害

　　随着石油勘探力度的增加，以前难以引起人们注意的山区地带也正成为油气资源的主要接替区，往往这些地区雷暴天数远高于平原地区，因此，在这些地区施工的综合录井仪经常会发生雷击事件。

　　轻者造成录井资料的准确性降低，重者可能会造成仪器的电子线路、传感器等部件遭到损坏，甚至影响到仪器操作人员的人身安全。

　　1.1 雷电的种类

　　雷电的种类有直击雷、雷电侵入波、雷电感应、雷电电磁脉冲(LEMP)和反击等。

　　如果建筑物的引下线与各种金属导线管道或用电设备的工作地线之间的绝缘距离未达到安全要求，则可能造成接地引下线与各种金属导线、管道或用电设备的工作地线之间放屯，从而使这些金属导线、管道或用电设备的工作地线上引入反击电流，造成人身和设备雷击事故。

　　1.2 雷电入侵的途径

　　当建筑物防雷设施比较完好时，则室内仪器不会直接遭受雷击，但可间接受到雷电影响，雷电可通过如下途径影响室内仪器设备。

　　1.3 雷电的危害

　　雷电的破坏作用主要是雷电流引起的，根据上述的危害形式，可将雷电的危害基本上可分为三种类型：一是直击雷的作用，即雷电直接击在建筑物或设备上发生的热效应作用和电动力作用;二是雷电的二次作用，通常称之为间接雷击，即雷电流产生的静电感应作用和电磁感应作用;三是雷电对架空线路或金属管道的作用，所产生的雷电波可能沿着这些金属导体、管路，特别是沿天线或架空电线引入室内，形成所谓高电位引入，而造成火灾或触电伤亡事故。

　　雷击的闪电过程中可产生强大的雷电流和高电位，若用其电位与电流的乘积功率来表示，雷电具有极强大的功率，能形成巨大的爆炸过程，直击到地面的建筑和各种生物上，产生强大破坏力。

　　2 综合录井防雷

　　2.1 综合录井仪的雷击后果

　　经过对综合录井仪遭受雷击破坏的实际情况进行统计分析，雷击造成的主要后果主要表现形式为以下几种：

　　(1)传感器损坏

　　如果安装在井架的传感器紧固不牢，与井架之间存在有一定的电阻，则容易被雷电击毁。

　　(2)电源系统烧毁：

　　由于在仪器的电源系统设计过程中，井场动力电源进入仪器前首先进入配电箱，在配电箱内设计有电源保险丝，一旦电压高于一定的幅度，在保险丝熔断的同时，电源系统也有可能被烧毁。

　　(3)数据采集系统烧毁

　　由于各种传感器采集的信号通过信号线与综合录井仪内部的信号采集面板进行连接，一旦发生感应雷电后，该区域的强大的电磁波作用于信号线，在信号线上感应产生出瞬态尖峰脉冲沿着信号线向两端快速传递。

　　2.2 综合录井仪防雷

　　综合录井仪防雷是综合性的系统工程，所采取的技术措施也是多方面的。

　　这些防护措施可概括为：外部防护和内部防护，防护技术包括屏蔽、等电位连接、分流接地和过压保护、电源防雷、信号防雷。

　　不同部分和各项技术都有其重要作用，相互之间紧密联系，不能将它们割裂开来，也不存在替代性。

　　2.3 外部防雷保护

　　(1)屏蔽

　　屏蔽一般分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽几种。

　　静电屏蔽(电场屏蔽)是为了消除和抑制静电电场的干扰。

　　磁场屏蔽：是为了消除或抑制由磁场耦合引起的干扰。

　　磁场屏蔽又分为低频屏蔽和高频磁屏蔽两种情况。

　　电磁场屏蔽：一般在远离干扰源的空间单纯的电场或磁场是少见的，干扰是以电场、磁场同时存在的高频电磁场辐射的形式发生的。

　　雷电电磁脉冲在远场条件下可看作平面电磁场传播。

　　因此，应同时考虑电场和磁场的屏蔽。

　　信号传输电缆的全屏蔽。

　　电缆的屏蔽要求对机房内、外所有架空、埋地的电缆都用金属层屏蔽起来，以防雷电电磁脉冲的干扰，这称作全屏蔽。

　　当全屏蔽电缆接触或穿过另一金属部分时，还要采用中间接地点，因此，全屏蔽电缆要求多点接地。

　　(2)等电位连接

　　等电位连接也称电位均衡连接。

　　就是把所有导体相互作良好的导电性连接，并与接地系统连通。

　　其本质是由可靠的接地系统、等电位连接用的金属导线、等电位连接器(即避雷器、地线隔离器)和所有导体组成一个电位补偿系统。

　　(3)分流接地

　　分流是将雷电流能量向大地泄放过程中应符合层次性原则。

　　层次性就是按照所划分的防雷保护区对雷电能量分级泻放。

　　接地就是让已经纳入防雷系统的闪电能量泄放入大地，良好的接地才能有效地降低引下线上的电压，避免发生反击。

　　接地是释放直击雷和雷电电磁干扰能量的最有效的手段之一，也是电位均衡补偿系统基础。

　　目的是使雷电流通过低阻抗接地系统向大地泄放，从而保护建筑物、人员和设备的安全。

　　2.4 内部防雷保护

　　(1)电源防雷

　　在电源进入端安装低压总电源防雷器，将由外部线路可能引入的雷击高电压引至大地泄放，以确保后接设备的安全。

　　作为系统电源进线端的防雷器，在雷击多发地带至少应有60～100KA的通流容量，可将数万甚至数十万伏的雷击过电压限制到数千伏，防雷器可并联安装在板房电源进线端。

　　(2)信号防雷

　　在雷击发生时，产生巨大瞬变电磁场，在1Km范围内的金属环路，如网络金属连线等都会感应到雷击，将会影响信号网络的正常运行甚至彻底破坏信号网络系统，对于信号网络方面的防雷工作也是较易被忽视的。

　　3 防雷接地

　　3.1 防雷接地的方式

　　接地方式多种多样，我们常用到的有以下几种：

　　(1)安全接地

　　安全接地即将高压设备的外壳与大地连接。

　　防止机壳上积累电荷，产生静电放电而危及设备和人身安全。

　　当设备的绝缘损坏而机壳带电时，促使电源的保护动作而切断电源，以便保护工作人员的安全。

　　(2)工作接地

　　工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。

　　这个基准电位一般设定为零。

　　该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段等。

　　当该基准电位不与大地连接时，视为相对的零电位。

　　当该基准电位与大地连接时，基准电位视为大地的零电位，而不会随着外界电磁场的变化而变化。

　　(3)屏蔽接地

　　屏蔽与接地应当配合使用，才能起到良好的屏蔽效果。

　　当用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来时，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量异种的电荷，外侧出现与带电导体等量的同种电荷，因此外侧仍有电荷存在。

　　(4)防雷接地

　　当电子衡器被雷击时，不论是直接雷击还是感应雷击，如果缺乏相应的保护，设备都有可能受到很大损害甚至报废。

　　3.2 防雷接地的原理

　　防雷接地装置包括接地体和接地线，位于地下一定深度之处，它的作用是使雷电流顺利流散到大地中去。

　　防雷接她要求接地电阻要小，接地电阻越小，散流就越快。

　　被雷击物体高电位保持时间就越短，危险性就越小。

　　3.3 防雷接地装置的应用

　　按照GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的要求，仪器房房内的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和防雷器接地宜共用一组接地，接地电阻应小于4欧姆。

　　地线接地电阻的大小与土壤的导电性能、导体尺寸、接地体与土壤接触的松紧、埋设深度有关(见下表)。

　　根据避雷地线接地电阻<4Ω的要求，可采用多根钢管每隔3～5m埋设，按并联电阻估算达到所需要求。

　　3.4 接地电阻测量

　　接地电阻是指埋入地下的接地体电阻和土壤散流电阻，通常采用ZC型接地电阻测量仪(或称接地电阻摇表)进行测量。

　　接地电阻测量仪还随表附带接地探测棒两支、导线三根。

　　参考文献：

　　[1] 赵英梅防止电气设备雷电危害的方法浅析《机械管理开发》 2008年第1期。

　　钻井地质录井综合解释技术【2】

　　摘要：运用各种检测手段来达到检测地震预防地震的目的。

　　一般CSU测井，普通录井，井壁取心是最常用的几个手段，根据不同的地质情况选择不同的方式，或者几种并用。

　　施工过程中要当场检测，并讨论出意见，弄明白S区的地形状况，根据总结出来的地质情况来做出切实可行的整合技术，这样有利于更加有效的指导钻机工作，结论说明，S区块油水界面从构造高部位向构造低部位略有倾斜，主要受构造控制、边水较活跃的构造油藏。

　　此技艺是钻机技术的一项优势技术。

　　关键词：S区;地质录井;解释;钻井效果

　　1 钻井地质综合解释技术

　　1.1 将不同的研究讨论技术相互结合来真正达到跟踪和掌握储油层实际情况的目的。

　　针对S区构造复杂、小断层发育、储层横向变化大的特点，在开发方案编制前对三维地震资料进行了高分辨重新处理，全三维解释了T2-2(南二顶)、T2-2-1、T2-2-2、T2-2-3、T2-2-4、T2-2-5和T2-3(南二底)共7个反射层，优选出了本区地震波形相对稳定，构造、小断层相对清楚的T2-2-1(油层顶面)和T2-2-4(油层底面)两张构造图布署了开发井位。

　　同时，采用Geoframe elan复杂岩性解释软件、LPM软件及地球物理场地质参数解释和地质体可视化系统三种方法对该区储层砂体进行了地震预测，指导了井位部署。

　　在钻井过程中，钻井施工当中，要及时选用最新的技术资料，多种方法相结合来达到解决问题的目的。

　　能够用最合理的方式进行工作，促进工作快速运行。

　　1.2 利用CSU能够做出一套非常合理科学的能判断油层厚度和含油量的评判标准，研究表明，S区沉积环境属于多物源、近物源的冲积扇-湖泊-沼泽系统，为断陷快速沉降沉积。

　　以S131区块探井的岩心描述和开发井录井、井壁取心的资料为依据，结合油水层的岩性、物性、含油性和电性的四性关系，从而完成一套新型的解释标准用来解释现实的油层状况。

　　岩屑录井及井壁取芯结果证明，在S131区块中部和南部开发井中，该识别图版比较适用，但在区块北部S132井区层数划准率有所下降。

　　所以说在钻井施工的时候，及时做好数据测量和图表的划分能够有效加强对油层的辨认。

　　也将为下一个工作打好基础。

　　1.3 通过对首钻井和部分缓钻井实施录井和井壁取心，进一步落实和验证了储层的含油性和电性。

　　S区储层类型多，含油性变化大，单纯依靠测井技术很难准确落实储层的含油性。

　　在升温过程中储层岩石中的烃类成分不断析出。

　　对应不同的温度，烃类成分不同。

　　仪器共测量轻烃(相当于气态烃类)S0、液态烃S1、重烃S2及最高热解温度Tmax等项参数。

　　通过检测S0、S1、S2值及它们间的关系确定储层中的含油性。

　　1.4 计划性开展一套能够真正落到实处的钻井技术。

　　开始大面积施工之前，要进行试验钻井，按照一套正规的钻井程序来进行钻井施工，增强对于地质研究的不断的连续性的观察，把握同类材料，能够最大限度最快速的了解油层的进展状况和背景资料，最终能够有效的预测到地震存在的特征。

　　能够做到每挖成一口钻井，就将这口钻井的工作落到实处，跟踪检查，这样可以有效对于S区进行有规律有步骤的不断认识和追中。

　　2 油藏地质特征认识

　　2.1 S区地震解释构造、断层基本落实，实钻深度比地震解释深度略浅。

　　开发钻井结果显示，这个区域的油层不会遭到新的断点，地理形势非常复杂，要考虑地震情况，整合了这些资料之后，就能得到十分可靠的结论，地震能够说明的深度币钻机实际考察的结构更深。

　　2.2 S区的大面积油层没有成熟到可开采的地步，油层集中发育在南二段四砂岩组，单层有效厚度以大于1.5m的中厚层为主。

　　统计本区新完钻31口井中，只在S66-70、S68-70和S72-74井见到了大磨拐河组一段油层零星显示，经井壁取心落实，含油性较差且厚度薄，综合解释为干层。

　　大于1.5m的有效层数共51层，占总层数的29.2%，占总厚度的54.3%。

　　可见，这个区域能够被利用的厚度是1.5m的位置居多。

　　2.3 本区油层段由南向北逐渐减薄，储层发育状况逐渐变差。

　　统计各排新钻井南二段油层顶界T2-2至五砂岩组底界T2-2-5发现，油层段总厚度由南至北有逐渐减薄的趋势，从最南的74排的平均140.5m，到北部的48排减至85.4m，减薄了近40%。

　　统计已完钻井各排平均砂岩发育层数及有效厚度，砂岩层数从74排的22层降到48排的11层，下降50%;有效厚度由11m降至3.2m，下降了70.9%。

　　在S区块南北不足2.5km范围内储层发育状况变化是相当大的，这能够从一个角度说明这个地区的各种条件的差异是非常之大的。

　　2.4 此地的含油类型与其他地方有所差异，是断块构造的，油水界面不是水平的。

　　从已完钻井综合解释结果分析，S区块油水纵向上有四种分布形式：即纯油层; 研究方案可以说明油的最深处达到-910m左右，与实际测量的结果差不多。

　　3 应用效果

　　3.1 通过前期性的试验来选择钻井，特别要针对一些疑难问题较多的钻井，充分调整录井井段，力求最大限度的节约资源，能够减少工作量和获得恰当而没有遗漏的数据，这是施工的时候最需要注意的一项。

　　3.2 钻井真实施工的同时将测井资料，录井资料和技术结合在其中，绘制必要的砂体图，针对性的找到单砂体可能分布的地理位置，最终将地震是否会发生的预测也考虑进来，从而更为科学的指导了钻机施工，最好的情况是能够保证钻井的失败率为零，而次级井的比率要在10%以下。

　　结束语

　　油层钻井技术在不断的发展进程当中，操作人员在熟练的操作这些流程的同时要深刻理解到它的技术原理和操作流程，总结一些经验为未来的工作做一个铺垫，同时争取改进现有工作的不足之处，投入新的科技与技术资源，扩充它的内在含量，为提升技术做一个准备，从而改善整体技术的实用性。

　　将实际转化为理论给更多的人所了解，集思广益，共同讨论更为行之有效的施工方法,为油田事业做出应有的贡献。

　　参考文献

　　[1]郎东升，岳兴举.油气层定量评价录井新技术[M].北京;石油工业出版社，2004.

　　现场录井技术及油气层综合解释【3】

　　【摘要】本文重点阐述现场录井技术的重要性，尤其在油气发现及卡准取心层位上的运用;针对性突出应用录井资料进行油气层综合解释中应该把握的几项原则，总结现场录井技术及利用录井资料综合解释油气层的优越性和局限性。

　　【关键词】现场录井技术;钻时放大法;MAS录井仪;卡准取心层位;油气综合解释;评价原则

　　前言

　　随着油田勘探开发的需求，以及油田勘探开发对象越来越复杂，传统、单一的录井方法既不能满足当前录井技术的需要，也不能满足石油勘探开发、快速准确综合解释油气层的需要;面对两方面的需要，在现场录井通过不同的井别优选录井设备，充分利用各项资料综合分析进行油气层综合解释原则，并在使用PDC钻头钻井情况下地质录井取心层位卡准及油气发现上得到了极大的提升，从而提高了油气层综合解释的快速性和准确性。

　　1.现场录井技术

　　现场录井的基本任务是取全取准各项资料、数据，及时掌握井下地层层序、岩性，初步掌握钻遇地层的含油、气、水情况，为油气田勘探和开发提供可靠的第一手资料;而且现场录井具有成本低、简便易行、了解井下地质情况及时、资料的系统性强等优点。

　　因此现场录井在油气发现上具有显著重要性。

　　1.1 根据不同井别，针对性优选录井手段，确保油气发现

　　随着PDC钻头技术的广泛运用，缩短了钻井周期、为钻井增加了经济效益;但PDC钻头对地层独特的切削及研磨作用，造成钻屑细小、混杂、代表性差、砂岩和泥岩之间钻时变化不明显或几乎无变化，难以从常规曲线和岩屑上判断地下岩性，荧光定级，恢复录井剖面;从而影响岩性归位、录井油气发现率等，使录井剖面符合率下降，油气层评价解释困难。

　　面对上述技术难点问题，在Y井使用PDC钻头钻井的施工中，通过准确实测岩屑迟到时间、细致观察岩屑、观察槽面显示，充分运用特征层及“钻时放大法”，并结合MAS快速录井仪记录的全烃值，来综合判断地层岩性和发现油气显示，最终达到了提高录井剖面符合率、完钻层位卡准及油气层快速评价解释的目的，真正实现了PDC钻头下地质录井技术与钻井技术的同步发展。

　　1.2 及时发现地层变化、决定了卡准取心层位

　　在油田勘探开发中，岩心是研究地层岩性、物性、含油性等各项参数所必需的第一手资料，能客观实际地反映地下岩层特征。

　　因此，岩心录井是一种非常重要的录井技术。

　　由于钻井取心的不可逆性、高成本及地下地质条件的复杂多变，决定了卡准取心层位的重要性。

　　例如：T井的施工中，设计要求在E1f3和E1f2+1见油迹及油迹以上级别钻井取心，且设计只断缺阜三段中部地层。

　　实钻发现钻遇地层与设计明显不同，还断缺下部阜二段七尖峰地层，为完成设计要求，现场录井技术人员及时重新预计取心目的层深度，充分利用钻时、岩屑、气测资料分析;在钻至井深1890.32m时，钻时明显变快，停钻循环，见油砂且气测异常，起钻取心，在14.73m的岩心中获7.77m的油砂。

　　该井成功的关键在于及时跟踪地层，发现阜二段顶部标准层被断缺，从而获取了主力油气段的岩心资料，为该区块地质研究及评价提供了可靠的第一手资料。

　　2.油气层综合解释

　　油气层综合解释，就是利用岩屑、岩心、综合录井(气测)、地球化学、定量荧光、测井、地震、构造等资料进行的综合分析和评价。

　　目前油气层综合解释的方法、技术很多，既有传统的图版法，又有近年来发展起来的神经网络、专家系统等方法。

　　但是，很多理论上不错的方法，实际应用效果并不十分理想。

　　我认为其主要原因在于没有系统、综合地去考虑问题，没有应用地质资料综合分析;无论用什么具体方法综合解释，以下几项原则在油气层综合解释中是应该把握的。

　　2.1 综台性原则

　　受系统及偶然误差的影响，各种单项资料往往存在一定的局限性。

　　仅依靠单一资料很难对其含油性做出准确评价，需要综合考虑各项资料进行全面分析。

　　在此过程中充分考虑眼见为实的岩屑、井壁取心等录井资料，不但可对其含油气丰度做出准确描述，而且对同一储集层油气水的纵向分布范围也易于划分，从而得到一个较为准确的结论。

　　例如，H井在井段2598.00—2600.00m，岩屑、井壁取心证实本段无油砂;测井解释为油层。

　　综合考虑各项资料后，为防止漏失油层，综合解释为可能油层;并建议对该层试油，以验证储层产液性质，试油结论为水层。

　　因此，在进行油气层解释时，一定要考虑到综合性原则，防止因过分依赖某一单项资料而造成片面性失误。

　　2.2 针对性原则

　　各种录井资料均有其技术优势和不足，在解释过程中应针对不同储集层物性、不同原油性质，合理利用各种单项资料进行针对性评价，会降低综合解释误差。

　　例如：G井在井段3099.50～3104.00m，岩屑录井为油迹粉砂岩，井壁取心为油斑粉砂岩，槽面无显示;气测全烃从0.204%升高0.724%，组分不全，气测解释为油干层;地球化学未分析;测井解释为油层;综合解释时考虑到该区属于低孔、低渗透，储集层物性差异大比较隐蔽，槽面少见显示或没有显示，气测值虽较低，储集层中的油气主要残留在岩屑中，所以解释时侧重的资料为岩屑、井壁取心、测井资料，综合定性为油层。

　　该井压裂后测试日产油9.21m3，日产水3.41m3，压裂后对比产量资料及储层流体性质资料，解释结果与试油结果一致。

　　地层压力系数1.07，属较为典型的三低(低压、特低孔、超低渗)储层。

　　所以在对此类储集层综合解释时，我们应充分考虑到岩屑、井壁取心、测井等资料。

　　2.3 相对性原则

　　在现有的技术条件下，不可能设计出理想的、同时满足各种情况需要的油气层评价模版，而通过对埋深、地层压力、储集特征、成藏条件及钻井条件相近的油气层进行比较，则可以对目标层的评价起到很好的辅助作用。

　　具体评价时，要注意加强层内、层间和井间3个层次的对比工作。

　　3.结论

　　现场录井技术能直接实时反映井下地质构造、含油气情况和钻井工程等方面数据，因此具有获取信息及时、多样、分析解释快捷的特点，是其它勘探技术无法取代的。

　　但是单项录井技术却不能完成油气显示储集层各项参数定性、定量描述，单项录井参数也不能对油气层进行有效评价;同时地质、气测、灌顶气等现场录井资料录取具有唯一性和不可重复性。

　　测井曲线有问题可以重测，录井采集资料是不可重复的，一旦资料存在问题就可能影响资料解释质量，因此现场录井技术人员不只需要高度责任感，而且需要过硬的专业技术技能。

　　录井解释拥有第一手的录井资料，可以在现场多次观察岩心实物物性、含油、含水性，更直观感性地认知储集层含油或含水现象，分析评价手段较直接。

　　但单一录井技术受地质条件、人为因素、仪器本身、钻井工艺等因素的影响，获取的参数不一定完全准确。

　　因此，利用单一录井资料进行油气层解释，可能导致解释成果与试油结果的符合率低，所以综合解释时应充分发挥各录井优势参数，并结合其它方面资料对储层进行全面、准确的综合评价。

　　参考文献

　　[1]金秀玲.储集层评价.石油工业出版社，1999年

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