CN101070756B - 石油钻井漏层位置检测方法与装置 - Google Patents
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Abstract
石油钻井漏层位置检测方法与装置，提供一种新的方法和装置来检测漏层位置，可以在不起出钻柱的情况下检测漏层位置。钻井中发现泥浆漏失，仪器从钻柱内下入井内，在选定层位，地面控制开启井下加热器加热钻杆内液体，造成钻杆壁温度升高，引起对应位置环空内钻井液温度升高。漏失状态下，环空流体流动携热引起下部钻杆温度升高；无漏失时，环空流体静止，下部钻杆温度变化不明显，可以测量下部钻杆内壁温度变化。黄金分割法优化测量位置，多点测量，确定漏层位置。操作简便，耗时短，造价低，使用寿命长，便于维护。
Description
技术领域：
本发明涉及一种温度测井方法与装置，特别是指一种在石油、天然气钻井中用于漏层位置检测的方法与装置，属于测井装置领域。
背景技术：
井漏(或称钻孔漏失)是石油、天然气钻井工程中常见的复杂事故。所谓井漏就是钻井过程中钻井液漏入地层的现象，钻井工程中发生井漏不仅严重影响安全、快速、低成本钻井，而且会严重污染油气层，影响油气产量。堵漏工作的关键在于井漏发生后，尽快准确地确定漏失层的位置，以便及时采取有效的堵漏措施，保证钻井正常进行。
目前广泛使用的方法是水动力学测和仪器测试方法。
水动力学法利用正循环洗井过程测量泥浆出井流量和相应漏失程度，同时实施反循环洗井，反循环过程中改变注入井内的泥浆流量，直至达到正循环洗井过程中的漏失严重度，测量与漏失严重度对比值相应的出井泥浆流量，按照公式计算井口至漏层的距离。
物探仪器测试法中包括井温测试法等。泥浆在井内受地层温度的影响形成一定的泥浆柱温度梯度。若钻遇漏失层，漏层上方井内具有一定温度的泥浆漏入漏层，而下部即保持热浆。当地面冷浆打入井内后，立即进行井温测量，其泥浆液柱的地温梯度曲线就会在漏失处出现异常。但需要在测试期间起出钻柱。延误漏层位置的测定时间，因时间上的延误给地层带来预想不到的问题，不但影响井壁稳定也会因未能及时赌漏给地层带来较大的危害，给工程带来巨大的损失。
井下流量计(自旋仪)也是广泛应用的找漏仪器，但是钻井会磨损流量计的测量部分。
综合法比较繁琐，需要测量较多参数。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种钻井过程中检测确定漏层位置的装置，解决钻井工程中漏层位置确定时间长、误差大的难题。
使用低成本的装置快速准确检测确定漏层的位置，为堵漏工作赢得时间，为安全快速钻进提供技术支持。
本发明的工作原理
本发明可以在不起出钻柱的情况下检测漏层位置，钻井中如果发现泥浆漏失，需要测量漏层位置时，可以将本仪器从钻柱内下入井内。环空中泵入泥浆，弥补漏层漏失量，保持钻杆内液面不变。在选定层位，使用加热器加热钻杆内液体，引起钻杆壁温度升高，并引起对应位置环空内钻井液温度随之升高。漏失状态下，环空流体流动携带加热部位热量引起下部钻杆温度升高，无漏失情况下，环空流体静止，下部钻杆温度变化不明显。在加热器下方的钻杆壁上的测温铂电阻，流体携热引起的温度变化造成铂电阻阻值变化，通过调理电路转化成电压信号。信号变化不明显，表明测点无漏失，信号有较大变化，表明测点发生漏失。通过电缆控制调整下入深度，直至找出漏层位置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种石油钻井漏层位置检测装置，它包括地面加热控制器、井下加热单元、测温调理电路、配重装置、计算机数据采集系统；其中，并下加热器的输入端连接到地面加热控制器的输出端，测温调理电路将温度变化转化成电信号输出到计算机数据采集系统。
所述的地面加热控制器包括升压变压器、电源开关。所述的井下加热单元由大功率加热器、保温隔板，金属笼保护器组成。保温隔板起到延缓热量向上传递的作用。
所述的测温调理电路包括采用四线制连接的铂电阻、测量电桥、信号放大电路。铂电阻外由金属笼保护，金属笼保护器是金属薄片作成，铂电阻焊接在金属笼上，金属笼同钻杆壁接触。
所述的计算机数据采集装置包括计算机终端及所采用的数据采集系统。本发明与背景技术相比，具有以下优点：
1、测温元件可以较准确测量井壁的温度变化，从而准确确定漏层位置，为堵漏赢得时间。
2、操作简便，只需控制加热开关，电脑自动绘图，耗时短，造价低廉，使用寿命长，便于维护。
附图说明：
图1是石油钻井漏层位置检测装置的主视图
图2是石油钻井漏层位置中测温调理电路图
具体实施方式：
如图1所示，本发明设有地面加热控制器、井下加热单元1、测温调理电路2、计算机数据采集装置、配重装置3；其中，地面加热控制器、计算机数据采集装置和井下装置通过测井电缆连接，；井下加热单元1加热钻井液，测温调理电路铂电阻21测量井下加热单元1下方的钻杆壁的温度变化，测温调理电路的输出信号端连接到计算机数据采集装置的信号输入端，计算机进行数据处理。井下加热单元1包括有大功率加热器11、保温隔板12、金属笼保护器13；
其中大功率加热器11与地面加热控制器连接，由地面加热控制器控制井下设备的开启和关闭。
所述的测温调理电路2包括采用四线制连接的铂电阻21、测量电桥22、信号放大电路23，外部有金属笼4保护。测量电桥外有陶瓷管隔热保护。
在环空中泵入泥浆，弥补漏层漏失量，保持钻杆内液面不变。检测装置从钻柱内下入。根据下入电缆长度确定深度位置，首先静置片刻，使测温调理电路电压显示稳定，开启大功率加热器11，钻杆内加热流体，间接加热钻杆。漏失状态下，环空流体流动携带加热部位热量引起下部钻杆温度升高，无漏失情况下，环空流体静止，下部钻杆温度变化不明显。温度变化幅度不同造成铂电阻21阻值变化不同，调理电路电压变化不同；电压变化不大，表明测点无漏失，电压有较大变化，表明测点漏失。通过电缆控制调整下入深度，确定不同点的漏失状态，直至找出漏层位置。
Claims (4)
1.一种在钻井中检测确定漏层位置的装置，其特征在于：它包括地面加热控制器、井下加热单元、井下测温调理电路、井下配重装置和计算机数据采集装置；其中，所述的井下测温调理电路包括采用四线制连接的铂电阻、测量电桥和信号放大电路；所述的井下加热单元包括大功率加热器、延缓热量向上传递的保温隔板和金属笼保护器；井下测温调理电路的信号输出端连接到计算机数据采集装置的信号输入端，将温度变化转化成电信号输出到计算机数据采集装置，井下加热单元的输入端连接到地面加热控制器的输出端，计算机数据采集装置通过测井电缆连接井下装置。
2.如权利要求1所述的检测确定漏层位置的装置，其特征在于：所述的地面加热控制器包括升压变压器和电源开关。
3.如权利要求1所述的检测确定漏层位置的装置，其特征在于：所述的计算机数据采集装置包括计算机终端及所采用的数据采集系统。
4.一种利用如权利要求1所述的检测确定漏层位置的装置检测钻井中漏层的方法，其特征在于：钻井中如果发现泥浆漏失，需要检测确定漏层位置时，在不起出钻柱的情况下，将权利要求1中所述的装置从钻柱内下入井内，根据下入电缆长度确定深度位置，首先静置片刻，使测温调理电路电压显示稳定，开启大功率加热器，加热钻杆内流体，引起钻杆壁温度升高，并引起对应位置环空内钻井液温度随之升高，漏失状态下，环空流体流动携带加热部位热量引起下部钻杆温度升高，无漏失情况下，环空流体静止，下部钻杆温度无明显变化通过温度变化幅度的不同造成铂电阻的阻值变化不同，调理电路电压变化不同，根据电压变化的大小从而确定漏层位置。
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