[發明專利]基于磁性介質的礫石充填監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201310174053.0
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103244081A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 劉均榮;姚軍;孫致學;于偉強;卜亞輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/04
• 分類號: E21B43/04
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明屬于石油勘探開發領域，具體地，涉及一種監測礫石充填的系統和方法，特別是一種基于磁性介質的礫石充填監測系統和監測方法。

背景技術

油氣井在開采過程中，由于地質、工程、生產等因素的影響，出砂是不可避免的，大量或者連續出砂嚴重時會堵塞油管、損害井下和地面設備、縮短油井壽命、降低油氣井產能等，對油氣田高效開發帶來嚴重的挑戰。

為了保障油氣井生產的正常進行，提高產量，防砂、治砂成為油氣井生產過程中的普遍需求。目前的防砂方法主要有機械防砂、化學防砂等方法，其中礫石充填防砂被認為是目前防砂效果最好的方法之一。

出砂井采用礫石充填方法進行防砂，地層性質、充填工藝、礫石性質等因素影響著其防砂效果。目前，人們從礫石充填方法、礫石充填裝置、礫石充填工藝參數設計等方面開展了大量研究。礫石充填過程中，監測礫石在充填層段的運移情況可以為工程師提供實時的施工指導；防砂井投產后，檢測礫石在充填層段的分布狀態可以評估礫石充填效果、預測潛在生產問題，為采取進一步措施提供決策依據。因此，有效地監測礫石充填過程和確定礫石分布是確保礫石充填井高效生產的一種重要手段，但目前有關礫石充填井中監測礫石運移和分布的研究很少。

發明內容

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種基于磁性介質的礫石充填監測系統及監測方法，不但有效地解決了礫石充填過程中實時監測礫石運移過程的問題，而且還提供了一種防砂井投產后監測礫石分布狀態的方法。

為實現上述目的，本發明采用下述方案：

一種礫石充填監測系統，包括：磁性顆粒容器、礫石容器、礫石混合器、攜砂液容器、混砂車、高壓泵組、數據采集與處理中心、地面磁力計、磁性顆粒輸送管線、礫石輸送管線、均勻混合礫石輸送管線、攜砂液輸送管線、第一混砂液輸送管線、第二混砂液輸送管線、地面磁力計與數據采集與處理中心通訊線路。其特征在于：磁性顆粒容器中儲存磁性顆粒，礫石容器中儲存礫石充填所用的礫石，所述的磁性顆粒容器通過磁性顆粒輸送管線與礫石混合器相連，礫石容器通過礫石輸送管線與礫石混合器相連；磁性顆粒、礫石按預定體積比例進入礫石混合器中進行均勻混合形成混合礫石；所述的礫石混合器通過混合礫石輸送管線與混砂車相連，攜砂液容器通過攜砂液輸送管線與混砂車相連；經礫石混合器進行均勻混合后的混合礫石通過混合礫石輸送管線進入混砂車；攜砂液容器中儲存攜砂液，攜砂液通過攜砂液輸送管線進入混砂車；礫石和攜砂液在混砂車內均勻混合形成混砂液；混砂車通過第一混砂液輸送管線與高壓泵組相連，高壓泵組通過第二混砂液輸送管線與防砂井的井筒相連；所述的經混砂車均勻混合后的混砂液通過第一混砂液輸送管線進入高壓泵組增壓，增壓后的高壓混砂液經第二混砂液輸送管線進入防砂井的井筒，最后通過井下充填工具進入防砂層段，在篩管或割縫襯管與防砂地層之間形成礫石充填段；地面磁力計位于以防砂井為中心的地面上，從地面監測磁參數變化；數據采集與處理中心位于防砂井井場地面上，數據采集與處理中心通過地面磁力計與數據采集與處理中心通訊線路相連，數據采集與處理中心采集、保存地面磁力計的測量信息并計算、顯示礫石分布狀態。

優選地，還在防砂井的防砂層段附近布置一組防砂井磁力計，并將防砂井磁力計通過數據采集與處理中心通訊線路與數據采集與處理中心相連，從防砂井本井監測磁參數變化，數據采集與處理中心采集、保存防砂井磁力計的測量信息并計算、顯示礫石分布狀態。

優選地，還在鄰井中對應防砂層段深度處布置一組鄰井磁力計，并將鄰井磁力計通過鄰井磁力計與數據采集與處理中心通訊線路與數據采集與處理中心相連，從鄰井中監測磁參數變化，數據采集與處理中心采集、保存鄰井磁力計的測量信息并計算、顯示礫石分布狀態。

優選地，地面磁力計由多個磁力計構成一個磁力計組，地面磁力計按照直線、垂線、米字型或之字形方式布置；防砂井磁力計由多個磁力計構成一個磁力計組，鄰井磁力計位于鄰井中與防砂井礫石充填層段深度對應的深度處，由多個磁力計構成一個磁力計組。

優選地，所述的地面磁力計、防砂井磁力計、鄰井磁力計為超導量子干涉儀。

優選地，磁性顆粒容器帶有磁屏蔽裝置；磁性顆粒的大小、強度、密度與礫石充填所用礫石的大小、強度、密度接近。

優選地，所述磁性顆粒占混合礫石的體積比例在10%到100%之間。

一種礫石充填過程監測方法，采用上述監測系統，采用實時監測方式，在布置好防砂井的監測現場后開始礫石充填全過程監測，具體步驟如下：

步驟1：布置監測現場