[發(fā)明專利]碳酸鹽巖縫洞型油藏裂縫、溶洞隨鉆檢測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310339560.5
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103362500A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫致學(xué);姚軍;徐楊;劉鈞榮;宣濤;施英;吳永平;孫治雷;彭得兵;董時(shí)正;董立權(quán);楊勇;張雅玲;唐永亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;E21B49/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

1.一種基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心、地面磁力計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路、高壓泵組、第一輸送管線；第二輸送管線，第一控制閥門、第二控制閥門、磁流體容器、鉆井液池、鄰井外加磁場發(fā)生器控制管線、第三輸送管線、鉆井液回流管線、地面磁力計(jì)、鄰井外加磁場發(fā)生器；其特征在于：

所述的磁流體容器經(jīng)過第一輸送管線與高壓泵組連接；鉆井液池經(jīng)過第二輸送管線與高壓泵組連接；第一輸送管線上設(shè)有第一控制閥門，第二輸送管線上設(shè)有第二控制閥門；高壓泵組通過第三輸送管線與隨鉆監(jiān)測井的鉆柱相連，隨鉆監(jiān)測井的鉆井液回流管線連接至鉆井液池；

所述的鄰井外加磁場發(fā)生器置于鄰井井筒內(nèi)，鄰井外加磁場發(fā)生器通過外加磁場發(fā)生器控制管線與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心連接；

地面磁力計(jì)經(jīng)過地面磁力計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：通過調(diào)節(jié)外加磁場發(fā)生器控制管線，使鄰井井筒內(nèi)的井外加磁場發(fā)生器與隨鉆監(jiān)測井的鉆頭處于相同深度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：地面磁力計(jì)設(shè)有四個(gè)，四個(gè)地面磁力計(jì)放置在以隨鉆監(jiān)測井為中心的正方形的四個(gè)角上，每個(gè)磁力計(jì)與隨鉆監(jiān)測井的距離為50米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的地面磁力計(jì)檢測滲入納米磁流體前的背景磁場和注入納米磁流體后的強(qiáng)化磁場；地面磁力計(jì)為超導(dǎo)量子干涉儀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心位于地面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的鄰井外加磁場發(fā)生器使漏失到隨鉆監(jiān)測井的裂縫、溶洞內(nèi)的納米磁流體磁化而增強(qiáng)磁場強(qiáng)度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心根據(jù)采集的背景磁場和強(qiáng)化磁場信息，通過降噪處理后確定出裂縫和溶洞中進(jìn)入納米磁流體后產(chǎn)生的磁異常，然后根據(jù)磁異常參數(shù)、納米磁流體的磁化率等參數(shù)，利用磁異常反演算法得到裂縫和溶洞的大小、位置及連通關(guān)系。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的裂縫和溶洞為碳酸鹽巖地層原始存在的裂縫和溶洞。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的基于納米磁流體鉆井液的隨鉆縫洞檢測系統(tǒng)，其特征在于：磁流體容器中儲存納米磁流體，所述的納米磁流體是由基載液、表面活性劑和直徑為納米量級的磁性固體顆粒混合組成的一種穩(wěn)定的膠狀液體。

10.一種基于納米磁流體的隨鉆縫洞檢測方法，采用權(quán)利要求1-9所述的檢測系統(tǒng)，在建好井場準(zhǔn)備開鉆之前布置好相應(yīng)的設(shè)備，當(dāng)鉆進(jìn)過程中遇到鉆井液漏失的情況時(shí)，開始進(jìn)行地下縫洞系統(tǒng)的監(jiān)測，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：鉆井前布置檢測設(shè)備

在井場建成之后、開鉆之前，將鄰井外加磁場發(fā)生器通過外加磁場發(fā)生器控制管線下放到鄰井內(nèi)，下放深度根據(jù)為該區(qū)塊地層對比及地質(zhì)研究預(yù)測的縫洞型儲層中部深度；

安裝磁流體容器與高壓泵組之間的第一輸送管線和第一輸送管線上的第一控制閥門；安裝鉆井液池與高壓泵組之間的第二輸送管線和第二輸送管線5上的第二控制閥門；第三輸送管線連接到高壓泵組和隨鉆監(jiān)測井的鉆柱上，將鉆井液回流管道連接地面的鉆井液池；

安裝地面磁力儀，將四個(gè)地面磁力儀分別放置在以隨鉆井測井為中心的正方形的四個(gè)角上，每個(gè)地面磁力儀與隨鉆監(jiān)測井的距離時(shí)地面情況而定，不少于50米；地面磁力計(jì)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心通訊線路將四個(gè)地面磁力儀連接到實(shí)施數(shù)據(jù)采集與處理中心上；

步驟2：正常鉆進(jìn)過程

正常鉆進(jìn)過程指鉆井液不發(fā)生漏失的情況，開啟第二控制閥門，使鉆井液在鉆井液循環(huán)系統(tǒng)里循環(huán)；當(dāng)隨鉆監(jiān)測井鉆開深度接近該區(qū)塊縫洞型儲層的頂部深度時(shí)，啟動(dòng)鄰井外加磁場發(fā)生器與地面磁力計(jì)，啟動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心，測量初始背景磁場；

步驟3：鉆井液發(fā)生漏失時(shí)

當(dāng)鉆井過程中發(fā)生鉆井液漏失情況時(shí)，隨鉆監(jiān)測井的監(jiān)測井鉆柱繼續(xù)鉆進(jìn)，在保持第二控制閥門打開的同時(shí)，打開第一控制閥門，讓所述的磁流體容器中的納米磁流體通過第一輸送管線與鉆井液池中的鉆井液通過第二輸送管線同時(shí)進(jìn)入高壓泵組增壓，經(jīng)增壓后的含有高壓納米磁流體經(jīng)過第三輸送管線進(jìn)入隨鉆監(jiān)測井的監(jiān)測井鉆柱內(nèi)，從鉆頭噴出，然后在高的鉆壓和鉆井液重力的作用下漏失進(jìn)入裂縫、溶洞；

所述的含有納米磁流體的鉆井液不斷漏失到地層裂縫或溶洞中，在外加磁場的作用下形成一個(gè)高磁化區(qū)域，地面磁力儀測量納米磁流體進(jìn)入裂縫或溶洞后的強(qiáng)化磁場；

步驟4：根據(jù)測量所得到的納米磁流體進(jìn)入儲層裂縫之后的強(qiáng)化磁場和納米磁流體進(jìn)入儲層裂縫或溶洞之前的背景磁場，由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理后得到與地面所對應(yīng)的磁異常數(shù)據(jù)，然后通過磁異常數(shù)據(jù)反演出裂縫的展布和溶洞的大小位置；

步驟5：當(dāng)含有納米磁流體的鉆井液不斷從地面套管鉆井液出口流出時(shí)，關(guān)閉第一控制閥門，鉆井液池中的鉆井液經(jīng)高壓泵組加壓后進(jìn)入隨鉆監(jiān)測井中；根據(jù)鉆井風(fēng)險(xiǎn)評估，可選擇就地完鉆，結(jié)束鉆井或者繼續(xù)鉆進(jìn)。