CN111119864B - 基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 - Google Patents
基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111119864B CN111119864B CN201811293751.1A CN201811293751A CN111119864B CN 111119864 B CN111119864 B CN 111119864B CN 201811293751 A CN201811293751 A CN 201811293751A CN 111119864 B CN111119864 B CN 111119864B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- overflow
- pressure
- data
- outlet
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000009545 invasion Effects 0.000 title abstract description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 13
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 35
- 230000008859 change Effects 0.000 description 28
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本发明提供一种基于气侵压力特征的溢流监测方法,其包含以下步骤:采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据;根据原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;分析原始压力数据以及实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。本发明可以满足深井、超深井、复杂地层的气侵溢流早期监测需求。不受地层、井深等参数影响;实时溢流体积准确计量,不受环境温度、压力等影响;方法容易实现,监测效果明显,能够满足复杂深井溢流监测需求。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井领域,具体地说,涉及一种基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统。
背景技术
由于气体有压缩和膨胀的特性,气体侵入钻井液后,在井底时因受上部液柱的压力,气体体积很小,随着钻井液循环上返,气体上升速度越来越大,气体所受液柱压力也会逐渐减小,气体体积就逐渐膨胀增大,特别是气体接近地面时气体膨胀就很快增大。在钻井过程中,若不采取有效的除气措施,就会反复将气侵钻井液泵入井内,使钻井液气侵的程度更加严重,造成井底压力不断降低,就有出现溢流的危险。
现有的设备和监测方法难以满足深井复杂地层溢流早期监测需求。传统的流量测量技术或为地面出入口流量测量,或为罐面液位测量。在整个测量系统中都受会流量计测量的精度、安装条件、测量原理、实际情况制约等多种因素影响,难以保证测量精度。
因此,本发明提供了一种基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种基于气侵压力特征的溢流监测方法,所述方法包含以下步骤:
采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据;
根据所述原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;
分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;
结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。
根据本发明的一个实施例,采集井筒上不同位置的压力值的步骤中,包含:
采集钻杆的不同位置、立管以及出口管汇的钻柱内压力值以及环空压力值。
根据本发明的一个实施例,在获得各个压力采集位置的原始压力数据后,对所述原始压力数据进行去噪处理,剔除异常数据以及错误数据,防止杂波的影响。
根据本发明的一个实施例,通过差商平均值法、加权平均法、一元回归求导法以及窗口区间求导法中的任一项或任几项计算压力导数。
根据本发明的一个实施例,分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置步骤中,包含:
比较同一位置的所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,用当前时刻的实时压力导数数据除以上一时刻的原始压力数据,得到商值;
比较所述商值与第一预设阈值的大小,当所述商值大于所述第一预设阈值时,记录当前位置以及当前时刻为溢流发生位置以及溢流发生时刻。
根据本发明的一个实施例,结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积的步骤中,包含:
在确定的所述溢流发生时刻后,采集井筒出口以及井筒入口的体积流量数据;
计算井筒入口的体积流量数据以及井筒出口的体积流量数据的差值,得到所述累计溢流体积。
根据本发明的一个实施例,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警的步骤中,包含:
比较所述累计溢流体积与第二预设阈值的大小,当所述累计溢流体积大于所述第二预设阈值时,发出溢流预警。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种基于气侵压力特征的溢流监测系统,所述系统包含:
压力传感器,其安装在所述井筒的不同位置、立管以及出口管汇,用于采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据;
出入口流量计,其安装在所述井筒的出口及入口,用于监测井筒出口以及入口的体积流量数据;
地面处理系统,其接收所述压力传感器以及所述出入口流量计的数据,用于判断是否需要发出溢流预警。
根据本发明的一个实施例,所述出入口流量计包含:
流量计,其设置在所述井筒的出口,用于监测所述井筒的出口体积流量数据;
泵冲计数器,其设置在所述井筒的入口,用于监测所述井筒的入口体积流量数据。
根据本发明的一个实施例,所述地面处理系统为计算机,其上包含监测处理模块,其配置为运行以下步骤:
根据所述原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;
分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;
结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。
本发明提供的基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统可以满足深井、超深井、复杂地层的气侵溢流早期监测需求。气侵压力及压力导数特征判断溢流明显,不受地层、井深等参数影响;结合高精度质量流量计监测出入口流量变化及累计体积变化,实时溢流体积准确计量,不受环境温度、压力等影响;方法容易实现,监测效果明显,能够满足复杂深井溢流监测需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例共同用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法流程图;
图2显示了根据本发明的另一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法流程图;
图3显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法中通过窗口区间求导法计算压力导数的曲线图;
图4显示了一种气侵时井筒出口排量以及井口压力曲线图;
图5显示了一种气侵压力特征以及出入口累计体积差曲线图;
图6显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测系统示意图;
图7显示了根据本发明的一个实施例的井口压力以及井口压力导数曲线图;
图8显示了根据本发明的一个实施例的出口排量以及出入口累计体积差曲线图;以及
图9显示了根据本发明的另一个实施例的焦页井气侵监测结果曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
现有的设备和监测方法难以满足深井复杂地层溢流早期监测需求。传统的流量测量技术或为地面出入口流量测量,或为罐面液位测量。在整个测量系统中都会受流量计测量的精度、安装条件、测量原理、实际情况制约等多种因素影响,难以保证测量精度。现有监测设备和方法存在的问题如下:
第一,现有测量方式精度不高。目前的入口采用泵冲计数,在钻井泵上接入泵冲计数器,通过泵冲计量泵的冲程数,然后根据泵的参数进行计算每冲程的容积,从而计算出泵排量。这种获取入口排量的方法,获取的泵排量数据过于理想,不能反映真实的入口排量数据。因为钻井泵受上水效率的影响,实际入口排量会出现较大变化。
其次,出口采用靶式流量计,靶式流量计在测量管(仪表表体)中心同轴放置一圆形靶板,当流体冲击靶板时,靶板上受到一个力,它与流速、密度和靶板受力面积之间的关系成正比。经力转换器转变成电信号或气压信号输出,输出信号与流量的关系就可求出。靶式流量计结构简单,但是安装要求条件较高,在使用中常常出现的故障是零点漂移、满度不准、靶片松动、杠杆弯曲、内部各部件松动等现象。
另外,泥浆罐液面监测采用人工坐岗或者超声波监测泥浆罐液面的高度变化来监测是否发生涌漏。这种监测方法受泥浆罐容积及现场等一些因素影响,精度难以保证。
第二,现有测量方式反映滞后。传统测量方式为地面测量装置和方法,当钻遇深井复杂地层时,受地层条件和井深影响,气体侵入及置换规律变化复杂,气体初期侵入井筒的特征在地面难以反映出来。当地面设备监测到溢流发生时,往往已经非常严重,难以控制。甚至发生井喷失火,给作业人员生命及财产带来极大威胁,成为极其严重的作业事故。
针对气侵溢流监测特点进行研究分析,提出一种新的监测分析方法,解决现有气侵溢流监测不准、溢流发现时间晚等问题,实现气侵溢流早期预警,为井控安全作业提供保障。因此,图1显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法流程图。
如图1所示,在步骤S101中,采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据。在一个实施例中,采集钻杆的不同位置、立管以及出口管汇的钻柱内压力值以及环空压力值。
根据本发明的一个实施例,在获得各个压力采集位置的原始压力数据后,对所述原始压力数据进行去噪处理,剔除异常数据以及错误数据,防止杂波的影响。
然后,在步骤S102中,根据原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据。在一个实施例中,通过差商平均值法、加权平均法、一元回归求导法以及窗口区间求导法中的任一项或任几项计算压力导数。
接着,在步骤S103中,分析原始压力数据以及实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置。在一个实施例中,比较同一位置的原始压力数据以及实时压力导数数据,用当前时刻的实时压力导数数据除以上一时刻的原始压力数据,得到商值。比较商值与第一预设阈值的大小,当商值大于第一预设阈值时,记录当前位置以及当前时刻为溢流发生位置以及溢流发生时刻。根据本发明的一个实施例,第一预设阈值可以设置为3。
最后,在步骤S104中,结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。在一个实施例中,在确定的溢流发生时刻后,采集井筒出口以及井筒入口的体积流量数据。计算井筒入口的体积流量数据以及井筒出口的体积流量数据的差值,得到累计溢流体积。根据本发明的一个实施例,在计算出累计溢流体积后,比较累计溢流体积与第二预设阈值的大小,当累计溢流体积大于第二预设阈值时,发出溢流预警。根据本发明的一个实施例,第二预设阈值可以设置为300L。
图2显示了根据本发明的另一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法流程图。
本发明提出一种基于气侵压力特征的溢流监测方法,可以实现气侵溢流早期监测与预警,给出溢流发生时刻、位置及体积,为井控压井作业提供技术参数。实现方法如图2所示:首先采集不同位置的压力,获得原始压力数据并进行处理。其中,压力采集位置包含井底、井下以及井口。在钻杆不同位置、立管及出口管汇安装压力传感器,测量所处位置的钻柱内压力和环空压力,井下压力数据通过智能钻杆或泥浆脉冲上传到地面。采集到压力数据后,可以对数据进行处理,剔除异常以及错误数据。处理的方法包含滤波处理以及平滑处理。
然后,对经过处理的数据进行压力导数计算,按时间得到实时变化的压力导数数据。所谓压力导数就是压力变化的速率,定义为在确定原始压力数据后,可以通过数值方式计算压力导数,压力导数可以通过多种方法计算得到,下面给出几种压力导数求取方法。
差商平均值法就是前后相邻两个时间差的差商平均值作为对应压力的压力导数,计算公式为:
加权平均法是对差商平均法的一种改进,将相邻时间差作为加权系数进行处理,可用来处理时间间隔变化的压力数据,获得压力导数。其计算公式为:
一元回归求导法是从压力数据曲线的一端开始,顺序取N个点(N不宜过大),这N个点就可可近似看做一小的直线段,采用一算线性回归方法可很容易的求得该直线只斜率值,根据微分法的原理,该直线段的斜率就可近似作为直线段中点所对应压力数据的的导数值,依次类推,从压力数据曲线的一端到另一端重复上述过程,由计算机就可很方便而快速地求得该曲线的导数曲线。
设时间为t,对应时刻的压力为P,则通过N个点求斜率的一元线性回归公式为:
窗口区间求导法首先根据数据(主要指自变量Δt)的变化范围,合理确定一个数据“窗口”,该窗口具有一定的宽度,压力数据曲线以离散数据的形式由该窗口进行筛选,每次落入窗口内的若干个数据以窗口中心为基准可以近似看做两条直线段,该两条直线段斜率加权平均值就可作为窗口基准点的导数值,从左至右,依次重复上述过程即可求得该数据曲线的导数曲线(如图3所示)。
图3显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测方法中通过窗口区间求导法计算压力导数的曲线图。在窗口中求直线段的斜率时,可有几种不同的算法,其中,代表性的算法主要有两种,第一种为由直线段的两端点差商求斜率;第二种为由一元线性回归求斜率。
接着,分析原始压力数据以及实时压力导数数据,确定溢流发生时刻和溢流发生位置。压力导数主要通过井底压力检测与压力随时间的变化判断油藏性质、估算产能等。导数更能反映某一变量的变化。
在一个实施例中,控压钻井模式下实时保持井底压力恒定,井口由旋转控制头封闭,钻井液返出时通过节流管汇及出口质量流量计进入循环罐。当气体溢流开始侵入井筒时,井底压力在控压模式时增大井口压力以保持井底压力不变,井筒内气侵溢流带压上升,因此井筒压力变化特征为升高。
对于深井超深井、高压低渗等复杂地层条件,受井筒和储层条件影响,气体开始侵入时刻,其出口排量和压力的变化并不明显,难以判断出溢流状态(如图4所示)。图4显示了一种气侵时井筒出口排量以及井口压力曲线图。
但是压力导数变化更加敏感,可以将压力导数曲线的突变作为气侵溢流的判断特征。控压钻井过程气侵发生瞬间,地层流体涌入井筒导致出口流量的瞬间变化,进而引起压力的瞬间变化。在正常钻进状态下,设定Δt趋近于0时,选择前一时刻的井底压力、井口压力作为初始压力,则机械钻速趋近于0;同时正常钻进过程中流量变化ΔQ约等于0,因此控压钻井正常钻进过程中的压力特征为:
当井下一旦发生气侵,有流体瞬间侵入井筒ΔQ>0,井口安装有节流阀,节流阀开度没有改变,则在这一瞬间无因次套压瞬间增大,则其导数>0;对于井底压力也呈增大趋势,主要由套管压力增大与流量增大导致的环空压降增大引起其增大。因此得到控压钻井气侵的压力特征为:
根据如上气侵压力特征分析,气侵时压力导数曲线会出现突然跳变,该跳变值可以为正常值的3倍以上,依据此跳变特征并结合其它常规因素,例如泥浆池增益、泵压和某种条件下的准确的流量计就可用于在井眼内进行早期溢流监测(如图5所示)。图5显示了一种气侵压力特征以及出入口累计体积差曲线图。从图中可以看出出入口累计体积差可以与压力导数一起进行溢流时刻的判定,增强判定准确性。
最后,结合出入口流量监测,累计溢流体积,发出预警。根据溢流发生的时刻,采用高精度质量流量计进行出口流量监测,入口采用泵冲计数器进行泵冲计算,并依据钻井泵参数计算入口排量。据此累计出入口体积差,当超过预定的体积差界限时(例如设为300L),发出溢流预警。
图6显示了根据本发明的一个实施例的基于气侵压力特征的溢流监测系统示意图。如图6所示,系统包含压力传感器601、出入口流量计602以及地面处理系统603。
其中,压力传感器601其安装在井筒的不同位置、立管以及出口管汇,用于采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据。其中,压力数据可以包含压力传感器所处位置的钻柱内压力和环空压力。
出入口流量计602安装在井筒的出口及入口,用于监测井筒出口以及入口的体积流量数据。出入口流量计包含流量计以及泵冲计数器。其中,流量计设置在井筒的出口,用于监测井筒的出口体积流量数据。泵冲计数器设置在井筒的入口,用于监测井筒的入口体积流量数据。
地面处理系统603接收压力传感器以及出入口流量计的数据,用于判断是否需要发出溢流预警。实际应用中,地面处理系统可以使用计算机。其中,还可以包含监测处理模块,在实际的应用中监测处理模块可以是溢流监测程序。溢流监测程序可以配置为执行以下步骤:
根据原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;
分析原始压力数据以及实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;
结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。
在一个实施例中,某试验井井深740m,钻井液排量为30L/s,钻井液密度1.45g/cm3,循环排量约30L/s。通过附加的寄生管在井底注入0.28m3气体,开始注气时间为15:56:39,以此模拟气体侵入井筒。气侵溢流监测实施过程为:
首先,依据如图1所示的方法配置地面处理系统中的运行程序,编写压力导数、累计体积差等核心计算模块,并结合其他钻井参数形成溢流监测程序。
然后,在钻井井场安装立压传感器、套压传感器、井下PWD、钻井入口流量计、出口流量计等传感器设备,并运行溢流监测程序。
接着,实时采集压力数据并实时计算压力导数,绘制压力变化曲线和压力导数变化曲线。依据压力导数突然跳变特征确定溢流发生时刻,该突变特征一般为正常值的3倍以上。
图7显示了根据本发明的一个实施例的井口压力以及井口压力导数曲线图。在本例中井底注入0.28m3气体过程中,井口压力出现了变化,但是不明显;而井口压力导数突变明显,据此可以判断开始发生气体侵入,且与井底注入气体的时间一致。
最后,实时采集出入口排量数据,并计算出入口排量差,进而计算出入口累积体积变化。实时绘制出入口排量数据,并依据溢流发生实时累计体积数据,绘制曲线,当超过设定介报警界限时发出预警。
图8显示了根据本发明的一个实施例的出口排量以及出入口累计体积差曲线图。在本例中发生气体溢流时,出口排量发生了一定的波动,但是波动不明显,无法作为判断溢流发生的依据。而出入口累计体积差则可以作为溢流预警,随着累计体积的增加,当达到设定的报警界限时,例如300L,则发出溢流报警。
另外,还可以输出溢流发生的时刻、溢流的体积量、溢流时的压力、溢流时的排量等参数,为后继压井作业提供关键数据。
根据本发明的另一个实施例,焦页某井采用控压钻井技术进行二开钻进,钻进过程中实时监测出入口流量变化,井底压力控制平稳。为了节约非生产时间,在下钻到底后直接进行钻进,运用控压钻井技术直接钻进排除后效气体,通过综合水力学计算模型实时测算井底压力。
其中,在钻进至井深1675m时边钻进边排后效时实现成功点火。当时钻进排量50L/s,转速68rpm,泵压18MPa,钻时8min/m,钻井液密度1.30g/cm3,调节井口压力0.54MPa-0.8MPa,控制井底当量密度1.36g/cm3。循环钻进40min出口流量计测量密度和排量变化剧烈,全烃显示51.08%(经液气分离器后测量值),点火成功,火焰高1-2m,排气期间井底压力控制平稳。
在控压钻进过程中实时监测井口压力大及其导数变化、出入口流量变化、累计体积变化,通过微流量监测、井口回压时间导数分析进行气侵溢流监测判断。
图9显示了根据本发明的另一个实施例的焦页井气侵监测结果曲线图。由图9可知,当气体进入井筒时,5:31:30时刻压力导数有瞬间增大趋势,通过井口回压导数判断气体进入井筒时刻为5:31:30,同时采用微流量监测技术计算井下气体侵入量,本次总气体侵入量0.6m3。
本发明提供的基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统可以满足深井、超深井、复杂地层的气侵溢流早期监测需求。气侵压力及压力导数特征判断溢流明显,不受地层、井深等参数影响;结合高精度质量流量计监测出入口流量变化及累计体积变化,实时溢流体积准确计量,不受环境温度、压力等影响;方法容易实现,监测效果明显,能够满足复杂深井溢流监测需求。
应该理解的是,本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料,而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是,在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的,而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种基于气侵压力特征的溢流监测方法,其特征在于,所述方法包含以下步骤:
采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据;
根据所述原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;
分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;
结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警;
分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置步骤中,包含:比较同一位置的所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,用当前时刻的实时压力导数数据除以上一时刻的原始压力数据,得到商值;比较所述商值与第一预设阈值的大小,当所述商值大于所述第一预设阈值时,记录当前位置以及当前时刻为溢流发生位置以及溢流发生时刻。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采集井筒上不同位置的压力值的步骤中,包含:
采集钻杆的不同位置、立管以及出口管汇的钻柱内压力值以及环空压力值。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在获得各个压力采集位置的原始压力数据后,对所述原始压力数据进行去噪处理,剔除异常数据以及错误数据,防止杂波的影响。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过差商平均值法、加权平均法、一元回归求导法以及窗口区间求导法中的任一项或任几项计算压力导数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积的步骤中,包含:
在确定的所述溢流发生时刻后,采集井筒出口以及井筒入口的体积流量数据;
计算井筒入口的体积流量数据以及井筒出口的体积流量数据的差值,得到所述累计溢流体积。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警的步骤中,包含:
比较所述累计溢流体积与第二预设阈值的大小,当所述累计溢流体积大于所述第二预设阈值时,发出溢流预警。
7.一种基于气侵压力特征的溢流监测系统,其特征在于,执行如权利要求1-6中任一项所述的方法,所述系统包含:
压力传感器,其安装在所述井筒的不同位置、立管以及出口管汇,用于采集井筒上不同位置的压力值,获得各个压力采集位置的原始压力数据;
出入口流量计,其安装在所述井筒的出口及入口,用于监测井筒出口以及入口的体积流量数据;
地面处理系统,其接收所述压力传感器以及所述出入口流量计的数据,用于判断是否需要发出溢流预警。
8.如权利要求7所述的基于气侵压力特征的溢流监测系统,其特征在于,所述出入口流量计包含:
流量计,其设置在所述井筒的出口,用于监测所述井筒的出口体积流量数据;
泵冲计数器,其设置在所述井筒的入口,用于监测所述井筒的入口体积流量数据。
9.如权利要求7所述的基于气侵压力特征的溢流监测系统,其特征在于,所述地面处理系统为计算机,其上包含监测处理模块,其配置为运行以下步骤:
根据所述原始压力数据计算压力导数,得到实时压力导数数据;
分析所述原始压力数据以及所述实时压力导数数据,确定溢流发生的时刻以及溢流发生的位置;
结合溢流发生的时刻、溢流发生的位置、井筒出口以及入口的体积流量数据计算累计溢流体积,根据所述累计溢流体积判断是否需要发出溢流预警。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811293751.1A CN111119864B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811293751.1A CN111119864B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111119864A CN111119864A (zh) | 2020-05-08 |
| CN111119864B true CN111119864B (zh) | 2023-05-05 |
Family
ID=70494262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811293751.1A Active CN111119864B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111119864B (zh) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111855961B (zh) * | 2020-07-24 | 2021-10-26 | 中南大学 | 一种岩体钻进质量检测方法、钻机、服务器、存储介质 |
| CN111927439B (zh) * | 2020-09-03 | 2024-08-02 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井底压力控制方法 |
| CN115142836B (zh) * | 2021-03-30 | 2024-07-19 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种地层气产量的监测方法、存储介质以及设备 |
| CN113669050B (zh) * | 2021-09-02 | 2023-04-07 | 中国石油大学(北京) | 隔水管气侵检测装置及方法 |
| CN115961938A (zh) * | 2021-10-09 | 2023-04-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种针对目标井的监控方法及系统 |
| CN119572171B (zh) * | 2023-09-05 | 2025-12-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种深水控压钻井井底压力控制系统及深水区块钻井井场 |
| CN116887211B (zh) * | 2023-09-06 | 2023-12-01 | 北京航天华腾科技有限公司 | 一种用于深水钻井气侵数据分析的低功耗系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8928795D0 (en) * | 1989-12-20 | 1990-02-28 | Forex Neptune Serv Tech Sa | Method of analysing and controlling a fluid influx during the drilling of a borehole |
| JP2013238202A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Toyota Motor Corp | 圧力センサの異常判定装置 |
| WO2015057226A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Innovative Pressure Testing, Llc | System and method for a benchmark pressure test |
| GB201600897D0 (en) * | 2016-01-18 | 2016-03-02 | Statoil Petroleum As | Method and apparatus for pressure integrity testing |
| CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102031962B (zh) * | 2010-11-25 | 2014-01-01 | 中国石油化工股份有限公司 | 油气井井下微流量测量系统及方法 |
| GB2505332A (en) * | 2011-03-09 | 2014-02-26 | Prad Res & Dev Ltd | Method for characterizing subsurface formations using fluid pressure response during drilling operations |
| CN103032064A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-04-10 | 西南石油大学 | 一种钻井过程中气侵位置检测的方法及装置 |
| CN103291284B (zh) * | 2013-05-14 | 2015-12-02 | 中国海洋石油总公司 | 基于随钻环空压力测量的井筒气侵早期监测方法及装置 |
| CN104165053B (zh) * | 2014-07-30 | 2016-05-04 | 中国石油集团钻井工程技术研究院 | 一种确定钻井过程中气侵类型的设备和方法 |
| CN105545285B (zh) * | 2015-10-22 | 2018-08-10 | 中国石油大学(华东) | 基于隔水管气液两相流识别的深水钻井气侵监测方法 |
| CN106194162B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-09-20 | 中国石油大学(华东) | 基于环空压差随钻测量的气侵监测装置及监测方法 |
| CN106401571A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-15 | 中国石油大学(华东) | 测量单元、溢流信息识别设备及方法 |
| CN106382102B (zh) * | 2016-11-24 | 2019-01-18 | 西南石油大学 | 一种基于聚类算法的溢流早期预警方法 |
-
2018
- 2018-11-01 CN CN201811293751.1A patent/CN111119864B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8928795D0 (en) * | 1989-12-20 | 1990-02-28 | Forex Neptune Serv Tech Sa | Method of analysing and controlling a fluid influx during the drilling of a borehole |
| JP2013238202A (ja) * | 2012-05-17 | 2013-11-28 | Toyota Motor Corp | 圧力センサの異常判定装置 |
| WO2015057226A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Innovative Pressure Testing, Llc | System and method for a benchmark pressure test |
| GB201600897D0 (en) * | 2016-01-18 | 2016-03-02 | Statoil Petroleum As | Method and apparatus for pressure integrity testing |
| CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| An improved casing design method and its application in deepwater drilling;ke ke;Journal of China Unicersity of Petroleum(natural science edition);第40卷(第2期);76-82 * |
| 深水钻井最大允许气侵溢流量的计算方法;许玉强;天然气工业(第07期);81-87 * |
| 钻井井喷关井期间井筒压力变化特征;任美鹏等;中国石油大学学报(自然科学版)(第03期);113-119 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111119864A (zh) | 2020-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111119864B (zh) | 基于气侵压力特征的溢流监测方法及系统 | |
| CN103291284B (zh) | 基于随钻环空压力测量的井筒气侵早期监测方法及装置 | |
| AU2004316883B2 (en) | System and method for optimizing production in a artificially lifted well | |
| RU2577568C1 (ru) | Способ интерпретации измерений скважинного дебита во время скважинной обработки | |
| US9115567B2 (en) | Method and apparatus for determining efficiency of a sampling tool | |
| CN105952436B (zh) | 一种基于瞬时流量进行早期井涌溢流实时监测的方法 | |
| RU2644184C2 (ru) | Обнаружение положения плунжера в скважине | |
| CN105464644A (zh) | 一种井口压力监测方法及控制系统 | |
| EP3181809A1 (en) | A method for detecting gain or loss of drilling fluid in a drilling installation associated calculation system and associated drilling installation | |
| CN111271049B (zh) | 一种有杆泵抽油井充满程度识别方法 | |
| CN105672997A (zh) | 钻井液地层漏失量监测方法 | |
| CN110344786B (zh) | 一种基于嘴流规律的自喷油井增产措施效果评价方法 | |
| US9476295B2 (en) | Plunger fall time identification method and usage | |
| CN201496014U (zh) | 欠平衡钻井综合录井井下安全监测系统 | |
| US20050033530A1 (en) | Flow rate determination | |
| CN109339768A (zh) | 一种钻井微溢流随钻监测方法 | |
| US20180259382A1 (en) | A method for estimating a flow out of a fluid pump, associated calculation system and associated drilling installation | |
| CA2874695A1 (en) | Plunger lift systems and methods | |
| CN119044419B (zh) | 一种泡沫排水剂的排水性能检测方法及系统 | |
| CN119670596A (zh) | 一种数据与机理模型联合驱动的气侵监测方法 | |
| CN113417588B (zh) | 一种油气钻井过程中溢流情况评价方法 | |
| US10830024B2 (en) | Method for producing from gas slugging reservoirs | |
| CN222976807U (zh) | 一种溢流与漏失监测报警系统 | |
| CN113605878B (zh) | 一种控压钻井过程中的地层信息反演系统与方法 | |
| CN116263099B (zh) | 录井作业用溢流与井漏的智能监测方法和系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |