[發明專利]一種基于井筒液面測量的溢流檢測方法

無效

• 申請號: 200910048589.1
• 申請日: 2009-03-31
• 公開（公告）號: CN101852077A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 寇玉亭;沈俊俠
• 申請（專利權）人: 上海神開石油化工裝備股份有限公司
• 主分類號: E21B47/04
• 分類號: E21B47/04;E21B47/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭蔚

技術領域

本發明涉及一種對鉆井現場起下鉆過程的溢流進行檢測的方法，屬于石油勘探技術領域。

背景技術

在鉆井現場，起下鉆是一種很常規的作業，而起下鉆作業過程中很可能出現很多意想不到的突發情況，尤其是井涌、井漏情況，起下鉆發生井涌后極易誘發井噴，造成的后果極為嚴重。

在起鉆過程中，起出一定數量的鉆具后，井筒液面會下降到一定高度，需要灌注相應的鉆井液以平衡地層的壓力，補充取出的鉆具體積所占的環空容積。在作業現場，一般規定每起3-5柱鉆桿或一柱鉆鋌就應灌滿一次，由于起鉆是一個動態的過程，為便于人工觀察，現場一般采用超灌的方式，即實際灌注量大于需灌量。在下鉆過程中，由于鉆具進入充滿鉆井液的井筒，井筒內的鉆井液會通過溢流管返出，當出現溢流情況時，鉆井液返出的速度和返出量會相應的增加。目前，國內在起下鉆作業時，廣泛采用方法的是由鉆井工人觀察溢流管處鉆井液的返出量，依靠人工判斷是否發生井涌或井漏，效率低下，人為因素影響較大。

鉆井液的控制是鉆井安全生產的重要措施，往井內灌送泥漿的數量有著嚴格的標準，起下鉆作業時井筒內鉆井液的變化量反應著井下情況的變化，是各類井下復雜、事故的預兆。而采用人工觀察鉆井液的變化量無疑會產生較大的誤差，延誤生產或引發安全事故。目前，溢流的準確判斷是一個難題，井筒內的液面的準確檢測更是一個國際難題，而本方法則可以有效的解決該問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種井筒內的鉆井液面的監測方法，通過測量地層以上至鉆臺面的井筒內的鉆井液面變化量綜合判斷溢流，提高溢流的檢測精度，確保鉆井作業的安全。

為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種基于井筒液位和出口流量返出量的測量方法，所述方法包括：

步驟一，將一井筒液位下限開關安裝在鉆井四通閥上，將一井筒液位上限開關安裝在溢流管下方的井筒處，一出口流量傳感器安裝在溢流管上，一起下鉆池液位傳感器安裝在起下鉆池內；

步驟二，采集所述井筒液位下限開關提供的液位下限數據，所述井筒液位上限開關提供的液位上限數據和所述出口流量傳感器提供的流量；

步驟三，接收包括鉆井鉤位、鉤速、井底上空、鉆頭位置和溢漏在內的第三方數據；

步驟四，進行灌漿量、需灌漿量、出口流量、溢漏速度和出口流量增量的計算；

步驟五，根據計算結果進行井漏判定、井涌判定及控制。

比較好的是，所述灌漿量的計算為：

G＝Vbas-Vrel????(1)

其中，G為灌漿量，Vbas為基準池體積，即在灌漿清零時的起下鉆池體積，Vrel為當前的起下鉆池體積；

所述需灌漿量的計算為：

Vof＝Vos????(2)

其中，Vof為需灌注量，Vos為鉆具體積，

其中：Vos＝∏(R12-R22)H????(3)

其中，R1為鉆具外部半徑，R2為鉆具內部內徑，H為取出鉆具的長度。

比較好的是，所述出口流量是由所述出口流量傳感器通過線性圖版法計算得到；所述溢流速度由所述第三方數據提供；根據出口流量值計算出所述出口流量增量。

比較好的是，所述井漏判定包括：在一定時間內井筒液位低于所述下限開關，表明鉆井液漏失速率較快，比較所述步驟四中的灌漿量與需灌漿量，如果所述灌漿量大于所述需灌漿量，進行井漏異常報警提示；如果所述灌漿量小于所述需灌漿量，進行溢流或井涌異常報警提示；如果所述灌漿量等于所述需灌漿量，給出正常提示。

比較好的是，所述井涌判定包括：在一定時間內井筒液位高于所述上限開關，表明所述溢漏速度和所述出口流量增量值較大，進行井涌報警。

比較好的是，所述井筒內超灌的鉆井液通過所述溢流管流出相應體積的鉆井液，通過所述出口流量傳感器測量所述溢流管流出的鉆井液量，該鉆井液量等于返漿量，將一段時間內的灌漿量、返漿量與需灌漿量比較，若所述灌漿量減去所述需灌漿量小于所述返漿量，表明可能溢流或井涌；若所述灌漿量減去所述需灌漿量大于或等于所述返漿量，表明正常。

本方法對地面以上至鉆臺面的井筒內的泥漿液面進行檢測，解決了常規檢測方法檢測精度低、溢流難以準確判斷的問題，充分的提高系統的檢測精度，確保鉆井的安全。

附圖說明

下面，參照附圖，對于熟悉本技術領域的人員而言，從對本發明方法的詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。

圖1為本申請一現場實施例的結構示意圖；

圖2為本申請的一較佳實施例流程圖。

具體實施方式