[發(fā)明專利]基于隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量的井筒氣侵早期監(jiān)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310176445.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103291284A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷志明;孫寶江;蔣世全;高永海;羅洪斌;李昊;田波;王金波;程龍軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海油研究總院;中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B47/10
• 分類號(hào): E21B47/10
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)方法及裝置，特別是關(guān)于一種適用于深水鉆井作業(yè)中基于隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量的井筒氣侵早期監(jiān)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)

由于在深水鉆井中常會(huì)遇到固結(jié)松散的沉積層，由于鉆井液壓力梯度與地層壓力梯度、地層破裂壓力梯度間的窗口窄，因此安全、高效地進(jìn)行深水鉆井是開(kāi)發(fā)利用海洋石油資源的一個(gè)基本前提。如何及早并有效地發(fā)現(xiàn)溢流是深水井控的關(guān)鍵點(diǎn)，否則，如果發(fā)生井噴事故，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。海洋深水浮式鉆井裝置的工作特點(diǎn)也要求必須選擇比常規(guī)的井涌監(jiān)測(cè)方法更為迅速、更適應(yīng)浮式鉆井裝置工作環(huán)境的井涌監(jiān)測(cè)方法。而傳統(tǒng)的基于錄井信息和其它數(shù)據(jù)（比如dc值和鉆井液性能等）變化來(lái)進(jìn)行氣侵預(yù)測(cè)報(bào)警響應(yīng)都不夠準(zhǔn)確及時(shí)，難以滿足要求。而且大部分現(xiàn)有的鉆井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)靈敏度為7桶（1立方米）左右，只有滿足這個(gè)條件才會(huì)給出報(bào)警信號(hào)，而在水深增加的情況下，井筒安全余量不斷降低，個(gè)別高難度井最低達(dá)到1桶左右，因此目前已有的井涌監(jiān)測(cè)方法難以滿足深水特殊工況的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量的井筒氣侵早期監(jiān)測(cè)方法及裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種基于隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量的井筒氣侵早期監(jiān)測(cè)方法包括以下步驟：1）在鉆柱上設(shè)置一包括隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置、隨鉆測(cè)量裝置、鉆井液返出流量計(jì)、錄井儀和數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊的監(jiān)測(cè)裝置，將泥漿循環(huán)池連接一泥漿泵，在泥漿泵上安裝有一泥漿壓力傳感器；所述泥漿循環(huán)池內(nèi)設(shè)置有一泥漿液位計(jì)；2）在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，啟動(dòng)泥漿泵，使泥漿循環(huán)池、鉆柱內(nèi)環(huán)空及鉆柱外內(nèi)環(huán)空泥漿為流動(dòng)狀態(tài)。數(shù)據(jù)依次通過(guò)隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置、隨鉆測(cè)量裝置的信號(hào)接收模塊及脈沖發(fā)生器、錄井儀和數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊；3）置于井筒內(nèi)的環(huán)空壓力傳感器和環(huán)空溫度傳感器采集井筒內(nèi)的數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)監(jiān)測(cè)電路記錄在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路上，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路再通過(guò)數(shù)據(jù)連接器連接隨鉆測(cè)量裝置；4）隨鉆測(cè)量裝置將得到的數(shù)據(jù)，通過(guò)脈沖發(fā)生器發(fā)送到地面的錄井儀內(nèi)，錄井儀同時(shí)采集通過(guò)鉆井液返出流量計(jì)記錄井筒內(nèi)泥漿的反流量、井筒外的泥漿壓力傳感器和泥漿液位計(jì)等的數(shù)據(jù)；5）錄井儀將采集的信息通過(guò)濾波模塊進(jìn)行濾波，再通過(guò)測(cè)量信號(hào)模塊解碼以還原井下測(cè)量信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字和曲線的方式，將測(cè)量結(jié)果顯示在屏幕上；6）錄井儀按照模型進(jìn)行分析判定，若發(fā)現(xiàn)在連續(xù)5分鐘、6分鐘時(shí)間段內(nèi)，其時(shí)間長(zhǎng)短根據(jù)鉆井設(shè)計(jì)和儲(chǔ)層流體情況確定，環(huán)空溫度上升5℃以上；再結(jié)合環(huán)空壓力隨時(shí)間變化曲線，若發(fā)現(xiàn)環(huán)空壓力在5分鐘、6分鐘時(shí)間段內(nèi)不斷下降，其壓力下降值超過(guò)50psi以上，或發(fā)現(xiàn)海面泥漿循環(huán)池液面高度不斷增長(zhǎng)，則初步判斷井筒將要發(fā)生氣侵，應(yīng)采取預(yù)警措施；7）通過(guò)錄井儀密切監(jiān)測(cè)泥漿壓力傳感器采集泥漿泵的泵壓和泵沖數(shù)、泥漿循環(huán)池的泥漿液位計(jì)液位高度和鉆井液返出流量計(jì)的返出量參數(shù)的變化值；8）若泥漿壓力傳感器監(jiān)測(cè)的泵壓降低和泵沖數(shù)增加、泥漿循環(huán)池的泥漿液位計(jì)的液位高度上升、鉆井液返出流量計(jì)給出的流量增大、再結(jié)合脈沖發(fā)生器氣測(cè)值的變化和錄井儀dc指數(shù)的變化，錄井儀按照模型進(jìn)行分析判定，再將處理的數(shù)據(jù)通過(guò)輸出端傳給數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊，數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊將得到數(shù)據(jù)經(jīng)分析確定報(bào)警，發(fā)送給井筒控制系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)井作業(yè)；9）按井控手冊(cè)要求進(jìn)行處理：在關(guān)井期間，觀察錄井儀中記錄立壓和套壓的變化，如果立壓和套壓值迅速上升，超過(guò)允許的立壓和套壓值，井筒控制系統(tǒng)采取進(jìn)行放噴點(diǎn)火的減壓處理；10）根據(jù)關(guān)井壓力確定壓井液的密度，當(dāng)壓井液的密度升高時(shí)，井筒控制系統(tǒng)迅速組織實(shí)施壓井作業(yè)。

一種基于隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量的井筒氣侵早期監(jiān)測(cè)的裝置，其特征在于：它包括一設(shè)置在井筒內(nèi)的鉆柱，所述鉆柱的底部連接有一隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置，所述隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置包括一環(huán)空壓力傳感器、一環(huán)空溫度傳感器、一信號(hào)監(jiān)測(cè)電路、一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、一電池和一數(shù)據(jù)連接器；所述隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置的底部連接一鉆頭；所述隨鉆環(huán)空壓力測(cè)量裝置包括數(shù)據(jù)接收模塊和一脈沖發(fā)生器；所述鉆柱上部設(shè)置有一鉆井液返出流量計(jì)，所述井口地面一側(cè)通過(guò)管道連接有一泥漿泵，所述泥漿泵上安裝有一泥漿壓力傳感器，所述泥漿泵的出口通過(guò)管道連接有一泥漿循環(huán)池，所述泥漿循環(huán)池內(nèi)設(shè)置有一泥漿液位計(jì)；所述鉆井液返出流量計(jì)、泥漿壓力傳感器和泥漿液位計(jì)分別通過(guò)導(dǎo)線連接一錄井儀，所述錄井儀內(nèi)設(shè)置有濾波模塊和測(cè)量信號(hào)模塊，所述錄井儀的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接一數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊，所述數(shù)據(jù)分析及報(bào)警模塊輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接井筒的控制系統(tǒng)。