[發(fā)明專利]一種基于三電極系的救援井與事故井連通探測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210470576.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN102996120A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高德利;李翠;刁斌斌;吳志永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B47/024
• 分類號(hào): E21B47/024;E21B47/12;E21B47/001
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地下資源鉆采工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于三電極系的救援井與事故井連通探測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，海上鉆井平臺(tái)原油泄漏事故的頻繁發(fā)生造成了嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難和極壞的社會(huì)影響。救援井是在海上與陸地鉆井中發(fā)生油氣井著火或井噴事故時(shí)經(jīng)常采用的處理事故方法，其基本原理為在事故井附近的安全區(qū)域打一口定向井，使其井眼軌跡與事故井的軌跡在地層的某個(gè)層位匯合，將高密度的鉆井液或水泥通過救援井輸入事故井，以達(dá)到油(氣)井滅火或制服井噴的目的。2010年4月20日，墨西哥灣井MC252#1發(fā)生井噴導(dǎo)致長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的深海鉆井原油泄漏，不僅使BP公司遭受了巨額經(jīng)濟(jì)損失，而且造成嚴(yán)重生態(tài)災(zāi)難和社會(huì)影響。在此次事故中BP公司采用了多種處理泄油事故的應(yīng)急措施后，最終利用救援井的壓力測(cè)試作業(yè)獲得處理泄油事故的最后勝利，救援井技術(shù)在國(guó)內(nèi)外再次受到廣泛關(guān)注。目前，救援井仍是徹底解決漏油問題的最可靠方法。

在鉆深井油氣井的過程中，由于事故井和救援井不可能僅為直井，井型將更加復(fù)雜，井眼軌跡的精確控制也更加困難。由于井眼軌跡的不確定性，救援井與事故井鄰井距離和方位的精確探測(cè)是救援井技術(shù)成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。而且，事故井井口附近一般比較危險(xiǎn)，為了保證人員和鉆井設(shè)備的安全，救援井的井口位置一般距事故井井口位置幾百米甚至更遠(yuǎn)。為了使救援井與事故井相交，救援井的井眼軌跡一般比較復(fù)雜，這也加劇了在需要連通位置處事故井與救援井相對(duì)位置的不確定性。目前國(guó)外研制的Wellspot工具已基本滿足救援井與事故井精確連通的工程需求。由于事故井井口附近一般會(huì)著火或釋放有毒氣體，傳統(tǒng)用于鄰井距離電磁測(cè)距的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)測(cè)距導(dǎo)向系統(tǒng)(Rotating?MagnetRanging?System，簡(jiǎn)稱RMRS)和電磁引導(dǎo)工具(Magnetic?Guidance?Tool，簡(jiǎn)稱MGT)等的探測(cè)工具無(wú)法置入事故井中，而Wellspot導(dǎo)向工具的所有測(cè)量設(shè)備均置于救援井中，可以在救援井中直接探測(cè)救援井與事故井之間的距離以及其相對(duì)于事故井軸線的方位，因此該工具可以引導(dǎo)救援井與事故井在設(shè)計(jì)的井深處相交，其在國(guó)外的救援井與事故井的連通中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

Wellspot工具是一種控制救援井與事故井連通的高效工具，它可以根據(jù)實(shí)際地層狀況引導(dǎo)救援井以各種井型實(shí)現(xiàn)與事故井的成功對(duì)接。當(dāng)事故井為油氣深井時(shí)，井眼軌跡具有極大的不確定性，救援井需要與事故井近似平行連通，此時(shí)的救援井井型可以設(shè)計(jì)成五段式。但在實(shí)際應(yīng)用中，有些事故井的井深較淺，因此救援井到事故井的連通點(diǎn)距離井口較近，導(dǎo)致無(wú)法通過常規(guī)的救援井來(lái)達(dá)到壓井的目的。在這種情況下，救援井將與事故井需要以大角度連通，甚至接近垂直相交，此時(shí)的救援井井型可以設(shè)計(jì)成五段式。

目前，國(guó)外所設(shè)計(jì)的Wellspot導(dǎo)向工具的核心技術(shù)仍被保密和壟斷，我國(guó)在這方面仍缺少深入研究。因此，本發(fā)明者特研究設(shè)計(jì)了“一種基于三電極系的救援井與事故井連通探測(cè)系統(tǒng)”，本發(fā)明采用三電極系作為電流信號(hào)發(fā)射源，可以提高電流信號(hào)發(fā)射源的強(qiáng)度，極大地增加事故井套管上聚集的低頻交變電流，從而使救援井中的探管可以檢測(cè)到相對(duì)更大的低頻交變磁場(chǎng)，易于增加測(cè)距范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種基于三電極系的救援井與事故井連通探測(cè)系統(tǒng)，本系統(tǒng)能在一定范圍內(nèi)精確測(cè)量救援井與事故井的間距和方位，為救援井與事故井的精確連通提供一種有效的探測(cè)與控制手段。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

基于三電極系的救援井與事故井連通探測(cè)系統(tǒng)，包括：地面供電設(shè)備、地面信號(hào)采集設(shè)備、地面救援井與事故井連通探測(cè)計(jì)算系統(tǒng)、地表電極、井下三電極系、井下探管；地面供電設(shè)備位于救援井井口附近，用于為井下三電極系提供低頻交變電流，同時(shí)也為地面信號(hào)采集設(shè)備和地面救援井與事故井連通探測(cè)計(jì)算系統(tǒng)供電；地表電極與救援井的井口套管連接且接觸性良好，地面供電設(shè)備的輸出端與與井下三電極系相連、輸入端與地表電極相連；井下探管用于探測(cè)井下探管處的重力場(chǎng)、地磁場(chǎng)和由事故井套管上聚集的低頻交變電流產(chǎn)生的低頻交變磁場(chǎng)，地面信號(hào)采集設(shè)備通過測(cè)井電纜與井下探管相連，并接收井下探管檢測(cè)到、由測(cè)井電纜傳至地面的數(shù)據(jù)；地面信號(hào)采集設(shè)備將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式后發(fā)送到地面救援井與事故井連通探測(cè)計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)算，得到救援井中的井下探管與事故井套管的相對(duì)空間位置數(shù)據(jù)，以數(shù)字、文字和/或圖形的方式顯示。