CN104879118A - 井下单、双漏层条件下固井水泥返深随固监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，包括：获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′；获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，绘制井口注入压力P′随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′；通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失。

Description

井下单、双漏层条件下固井水泥返深随固监测方法及系统

技术领域

本发明涉及石油钻采工程固井技术领域，特别涉及一种井下单、双漏层条件下固井水泥返深随固监测方法及系统。

背景技术

近年来，随着页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规气藏开发规模日益扩大，导致长水平段水平井日益增多。由于井眼轨迹的影响，致使在长水平段水平井固井过程中，井漏发生后容易造成水泥低返。在这种情况下，通常需要通过声幅测井确定实际水泥返深后，然后进行补注水泥。

一般情况下，钻井过程中如钻遇漏失层，可以确定井下漏层的深度和漏失排量，但由于固井过程中的环空压力环境异于钻井过程中的环空压力环境，导致固井工况下的漏失排量异于钻井工况下的漏失排量。由于固井工况下的漏失排量不确定，那么在固井过程中也无法随固监测水泥实际返深。

发明内容

为了解决井下漏失条件下无法随固监测固井水泥返深的问题，提出一种井下单、双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法及系统。

一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括如下步骤：

获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′；

获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻；

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′；

通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′；

通过曲线A′中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

此外，本发明提供一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括如下步骤：

获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃；

获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻。

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B；

通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t；

通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：

在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

此外，本发明提供一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括如下模块：

第一参数获取模块，用于获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′；

第一参照曲线生成模块，用于获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻；

第一实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′；

第一判断模块，用于通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′；

第一环空水泥返深确定模块，用于通过曲线A′中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

此外，本发明提供一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括如下模块：

第二参数获取模块，用于获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃；

第二参照曲线生成模块，用于获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻。

第二实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B；

第二判断模块，用于通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t；

第二环空水泥返深确定模块，用于通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

本发明提供的井下单、双漏层条件下固井水泥返深随固监测方法及系统基于漏失排量、漏失时间和环空截面积即可计算出相对于起漏时刻的液面下降高度，继而可计算出相对于起漏时刻的下一时刻的实际固井环空水泥返深，便于用户实时了解任一时刻的水泥返深情况。有助于及时发现井下漏失，并计算分析漏失排量和漏失总量，以及时提醒用户调整施工参数或采取其它措施来控制井漏，提高固井质量。相比通过声幅测井确定水泥返深，该方法更为便捷，可节省测井仪器和人力费用，并可节约生产时间，经济效益明显。

附图说明

图1是井下单漏层条件下的固井流体循环示意图；

图2是井下双漏层条件下的固井流体循环示意图；

图3是曲线A与曲线B对比图；

图4是本发明实施的井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统框图；

图5是本发明实施的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统框图。

具体实施方式

一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括如下步骤：

获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′。

总井深值H′、漏层深度值H₂′可以从钻井施工数据获取；井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′可以从固井设计数据获取；固井注入排量Q₀′、注入压力P₁′可以从固井水泥车直接获取。

获取在漏失排量值Q₁′为零(即井下无漏失)的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻。

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′。

通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′。

通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

可选地，所述的井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法中，分析t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′具体如下：

公式1：P₁′＝F₁′(H′,Q₀′,ρ₂′,f₂′,D_i′)+F₂′(H₁′,Q₀′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H₂′-H_Bt+1′,Q₂′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H_Bt+1′,Q₂′,ρ₃′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)+F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)-F₄′(H′,ρ₂′)；

公式2： ${H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}={H_{\mathrm{At}}}^{\&prime;}+\frac{{{4Q}_1}^{\&prime;}{\mathrm{\&Delta;t}}^{\&prime;}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})};$

上述公式1、2中：

${F_1}^{\&prime;}(H^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;},{f_2}^{\&prime;},{D_i}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_2}^{\&prime;}{H}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^{\&prime;5}}$

${F_2}^{\&prime;}({H_1}^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_1}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)＝9.81ρ₁′(H′-H_Bt+1′)

F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)＝9.81ρ₃′H_Bt+1′

F₄′(H′,ρ₂′)＝9.81ρ₂′H′；

Q₀′＝Q₁′+Q₂′，其中Q₂′为环空返出排量值。

井下单漏层条件下的固井流体循环示意图如图1所示。

本发明实施例还提供一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括如下步骤：

获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃。

可选地，总井深H、漏层一深度H₂+H₃、漏层二深度H₃从钻井施工数据获取；井眼直径D_h、套管外径D_c、套管内径D_i、水泥浆密度ρ₁、替浆流体密度ρ₂、原井浆密度ρ₃、环空流动摩阻系数f₁，管内流动摩阻系数f₂从固井设计数据获取；固井注入排量Q₀、注入压力P₁从固井水泥车直接获取；环空出口返出排量Q₃可从井口处流量传感器处读取。

获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻，其中n＝1,2,3……。

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B；

通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t；

通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：

在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

可选地，所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法中，

在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

$H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4(Q_0-Q_3)\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}.$

所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，

在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

以下公式改为：

公式1：P₁＝F₁(H,Q₀,ρ₂,f₂,D_i)+F₂(H₁,Q₀,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃+H₂-H_Bt+1,Q₀-Q₁,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H_Bt+1-H₃,Q₀-Q₁,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃,Q₃,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₃(H-H_Bt+1,ρ₁)+F₃(H_Bt+1,ρ₃)-F₄(H,ρ₂)

公式2：Q₀-Q₃＝Q₁+Q₂

公式3： $H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4Q_1\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}$

上述公式1中：

$F_1(H,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_2,f_2,D_i)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^5}$

$F_2(H_1,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,{D_h,D}_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1},Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3,Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3,Q_3,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,{D_h,D}_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

F₃(H-H_Bt+1，ρ₁)＝9.81ρ₁(H-H_Bt+1)

F₃(H_Bt+1，ρ₃)＝9.81ρ₃H_Bt+1

F₄(H，ρ₂)＝9.81ρ₂H。

式中：总井深H、漏层一深度H₂+H₃、漏层二深度H₃、井眼直径D_h、套管外径D_c、套管内径D_i单位为m；水泥浆密度ρ₁、替浆流体密度ρ₂、原井浆密度ρ₃单位为kg/m³；固井注入排量Q₀、漏层一漏失排量Q₁、漏层二漏失排量Q₂、环空出口返出排量Q₃单位为m³/s；环空流动摩阻系数f₁与管内流动摩阻系数f₂单位为无因次；注入压力P单位为Pa。

基于漏失排量Q₁和Q₂、漏失时间△t和环空截面积即可计算出相对于起漏时刻的液面下降高度，继而可计算出t+1时刻的实际固井环空水泥返深为H_Bt+1。

通过公式1、2、3组成的方程组可计算出漏失排量Q₁、Q₂和t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1。

以下结合图2、3来解释本发明实施的原理：

某井为直井，总井深H＝3600m、漏层二深度H₃＝2000m，漏层一深度H₂+H₃＝2500m，漏层二与漏层一相距的高度为500m。

②井眼直径D_h＝0.24m、套管外径D_c＝0.1778m、套管内径D_i＝0.157m、水泥浆密度ρ₁＝1800kg/m³、替浆流体密度ρ₂＝1600kg/m³、原井浆密度ρ₂＝1200kg/m³、环空流动摩阻系数f₁＝0.009，管内流动摩阻系数f₂＝0.005；

③假设固井注入排量Q₀＝0.03m³/s、注入压力P₁从固井水泥车实时获取；

④环空出口返出排量Q₃从井口处流量传感器处实时获取。

(2)求解目标：

t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1。

(3)监测方法：

①假设Q₁＝0和Q₂＝0(即井下无漏失)，运用注水泥动态模拟仿真软件计算固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力，并绘制井口注入压力随时间变化曲线A，此曲线作为分析参照曲线，如图3中曲线A所示，t时刻的水泥返深H_At为2200m。

②假设从固井水泥车实时获取的井口注入压力P₁，运用注水泥动态模拟仿真软件绘制实际井口注入压力随时间变化曲线B，如图3中曲线B所示。

③从曲线A与曲线B对比图可以看出，从a点(a点之前的曲线A与曲线B重合，a点之后以上的部分属于曲线A的一部分，a点之后以下的部分属于曲线B的一部分)开始实际注入压力(曲线B)开始低于设计注入压力(曲线A)，表明井下存在漏失，即Q₁>0或Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0,此时井口注入压力将变小，a点所对应的时刻t即为起漏时刻。

以t+1时刻为例(相比t时间间隔△t＝5秒)，实际注入压力P＝3.04MPa，环空出口返出流量为0.01m³/s,根据井口注入压力计算方程可计算出漏失排量Q₁、Q₂和H_Bt+1计算方程如下：

以t+1时刻为例，具体计算过程如下：

$\begin{array}{c}{P}_1=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D}_i^5}+\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}+\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}+\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}+\\ \frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}+9.81{\mathrm{\&rho;}}_1\left({H-H}_{\mathrm{Bt}+1}\right)+9.81{\mathrm{\&rho;}}_3{H}_{\mathrm{Bt}+1}-9.81{\mathrm{\&rho;}}_{2}H\end{array}$

带入具体数值计算可得：

$F_1(H,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_2,f_2,D_i)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^5}=\frac{32\&times;1600\&times;{0.03}^2\&times;0.005\&times;3600}{{3.14}^2\&times;0.157^5}=882382$

$F_2(H_1,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,{D_h,D}_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}=\frac{32\&times;1800\&times;{0.03}^2\&times;0.009\&times;1100}{{3.14}^2\&times;{({0.24}^2-{0.1778}^2)}^2\&times;(0.24-0.1778)}=1239100$

$F_2(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1},Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}=\frac{32\&times;1800\&times;{(0.03-Q_1)}^2\&times;0.009\&times;(2500-H_{\mathrm{Bt}+1})}{3.14^2\&times;{(0.24^2-0.1778^2)}^2\&times;(0.24-0.1778)}$

$F_2(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3,Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}=\frac{32\&times;1800\&times;{(0.03-Q_1)}^2\&times;0.009\&times;(H_{\mathrm{Bt}+1}-2000)}{{3.14}^2\&times;{({0.24}^2-0.1778^2)}^2\&times;(0.24-0.1778)}$

$F_2(H_3,Q_3,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}=\frac{32\&times;1200\&times;{0.01}^2\&times;0.009\&times;2000}{{3.14}^2\&times;{(0.24^2-0.1778^2)}^2\&times;(0.24-0.1778)}=166893$

F₃(H-H_Bt+1，ρ₁)＝9.81ρ₁(H-H_Bt+1)＝9.81×1600×(3600-H_Bt+1)＝17658(3600-H_Bt+1)

F₃(H_Bt+1，ρ₃)＝9.81ρ₃H_Bt+1＝9.81×1200×H_Bt+1＝11772H_Bt+1

F₄(H，ρ₂)＝9.81ρ₂H＝9.81×1600×3600＝56505600

Q₀-Q₃＝Q₁+Q₂＝0.03-0.01＝0.02

$H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{{4Q}_1\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}=2200+\frac{20Q_1}{3.14(0.24^2-0.1778^2)}$

计算得：Q₁＝0.01m³/s，Q_2＝0.01m³/s，H_Bt+1＝2200.49m，则t+1时刻的水泥返深即为2200.49米，相对于t时刻水泥返深下降了0.49米。

如图4所示，一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括如下模块：

第一参数获取模块11，用于获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′。

第一参照曲线生成模块21，用于获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻。

第一实际变化曲线生成模块31，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′。

第一判断模块41，用于通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′。

第一环空水泥返深确定模块51，用于通过曲线A′中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

可选地，所述的井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，第一环空水泥返深确定模块51中分析t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′具体如下：

公式1：P₁′＝F₁′(H′,Q₀′,ρ₂′,f₂′,D_i′)+F₂′(H₁′,Q₀′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H₂′-H_Bt+1′,Q₂′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H_Bt+1′,Q₂′,ρ₃′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)+F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)-F₄′(H′,ρ₂′)；

公式2： ${H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}={H_{\mathrm{At}}}^{\&prime;}+\frac{{{4Q}_1}^{\&prime;}{\mathrm{\&Delta;t}}^{\&prime;}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})};$

上述公式1、2中：

${F_1}^{\&prime;}(H^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;},{f_2}^{\&prime;},{D_i}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_2}^{\&prime;}{H}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^{\&prime;5}}$

${F_2}^{\&prime;}({H_1}^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_1}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)＝9.81ρ₁′(H′-H_Bt+1′)

F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)＝9.81ρ₃′H_Bt+1′

F₄′(H′,ρ₂′)＝9.81ρ₂′H′；

Q₀′＝Q₁′+Q₂′，其中Q₂′为环空返出排量值。

一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括如下模块：

第二参数获取模块12，用于获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃。

第二参照曲线生成模块22，用于获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻。

第二实际变化曲线生成模块32，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B。

第二判断模块42，用于通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t。

第二环空水泥返深确定模块52，用于通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统中，

第二环空水泥返深确定模块52中在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

$H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4(Q_0-Q_3)\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}.$

所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统中，

第二环空水泥返深确定模块52中在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

公式1：P₁＝F₁(H,Q₀,ρ₂,f₂,D_i)+F₂(H₁,Q₀,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃+H₂-H_Bt+1,Q₀-Q₁,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H_Bt+1-H₃,Q₀-Q₁,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃,Q₃,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₃(H-H_Bt+1,ρ₁)+F₃(H_Bt+1,ρ₃)-F₄(H,ρ₂)

公式2：Q₀-Q₃＝Q₁+Q₂

公式3： $H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4Q_1\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}$

上述公式1中：

$F_1(H,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_2,f_2,D_i)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^5}$

$F_2(H_1,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,{D_h,D}_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1},Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3,Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3,Q_3,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,{D_h,D}_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

F₃(H-H_Bt+1，ρ₁)＝9.81ρ₁(H-H_Bt+1)

F₃(H_Bt+1，ρ₃)＝9.81ρ₃H_Bt+1

F₄(H，ρ₂)＝9.81ρ₂H。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′；

获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻；

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′；

通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′；

通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

2.如权利要求1所述的井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，分析t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′具体如下：

公式1：P₁′＝F₁′(H′,Q₀′,ρ₂′,f₂′,D_i′)+F₂′(H₁′,Q₀′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H₂′-H_Bt+1′,Q₂′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H_Bt+1′,Q₂′,ρ₃′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)+F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)-F₄′(H′,ρ₂′)；

公式2： ${H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}={H_{\mathrm{At}}}^{\&prime;}+\frac{4{Q_1}^{\&prime;}\mathrm{\&Delta;}{t}^{\&prime;}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})};$

上述公式1中：

${F_1}^{\&prime;}(H^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;},{f_2}^{\&prime;},{D_i}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_2}^{\&prime;}{H}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^{\&prime;5}}$

${F_2}^{\&prime;}({H_1}^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_1}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)＝9.81ρ₁′(H′-H_Bt+1′)

F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)＝9.81ρ₃′H_Bt+1′

F₄′(H′,ρ₂′)＝9.81ρ₂′H′；

Q₀′＝Q₁′+Q₂′，其中Q₂′为环空返出排量值。

3.一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：

获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃；

获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻。

实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B；

通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t；

通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：

在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

4.如权利要求3所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其特征在于，

在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

$H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4(Q_0-Q_3)\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}.$

5.如权利要求3所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其特征在于，

在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

公式1：P₁＝F₁(H,Q₀,ρ₂,f₂,D_i)+F₂(H₁,Q₀,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃+H₂-H_Bt+1,Q₀-Q₁,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H_Bt+1-H₃,Q₀-Q₁,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃,Q₃,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₃(H-H_Bt+1,ρ₁)+F₃(H_Bt+1,ρ₃)-F₄(H,ρ₂)

公式2：Q₀-Q₃＝Q₁+Q₂

公式3： $H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4Q_1\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}$

上述公式1中：

$F_1(H,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_2,f_2,D_i)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^5}$

$F_2(H_1,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1},Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3,Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3,Q_3,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

F₃(H-H_Bt+1，ρ₁)＝9.81ρ₁(H-H_Bt+1)

F₃(H_Bt+1，ρ₃)＝9.81ρ₃H_Bt+1

F₄(H，ρ₂)＝9.81ρ₂H。

6.一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其特征在于，其包括如下模块：

第一参数获取模块，用于获取总井深值H′、漏层深度值H₂′、井眼直径值D_h′、套管外径值D_c′、套管内径值D_i′、水泥浆密度值ρ₁′、替浆流体密度值ρ₂′、原井浆密度值ρ₃′、环空流动摩阻系数值f₁′、管内流动摩阻系数值f₂′、固井注入排量值Q₀′、注入压力值P₁′；

第一参照曲线生成模块，用于获取在漏失排量值Q₁′为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值H_An′和注入压力值P′，根据注入压力值P′绘制井口注入压力随时间变化曲线A′，将曲线A′作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An′中n′表示注入时刻；

第一实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P₁′，并根据注入压力值P₁′绘制井口注入压力随时间变化曲线B′；

第一判断模块，用于通过判断曲线B′与曲线A′是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B′与曲线A′吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B′与曲线A′不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q₁′>0，此时井口注入压力变小，曲线B′开始偏离曲线A′，偏离时刻为起漏时刻t′，下一时刻为t+1′，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t′；

第一环空水泥返深确定模块，用于通过曲线A′中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值H_At′大于漏层深度值H₂′时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At′小于或等于H₂′时，分析t+1′时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′。

7.如权利要求6所述的井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，第一环空水泥返深确定模块中分析t+1时刻的实际固井环空水泥返深H_Bt+1′具体如下：

公式1：P₁′＝F₁′(H′,Q₀′,ρ₂′,f₂′,D_i′)+F₂′(H₁′,Q₀′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H₂′-H_Bt+1′,Q₂′,ρ₁′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₂′(H_Bt+1′,Q₂′,ρ₃′,f₁′,D_h′,D_c′)+F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)+F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)-F₄′(H′,ρ₂′)；

公式2： ${H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}={H_{\mathrm{At}}}^{\&prime;}+\frac{4{Q_1}^{\&prime;}\mathrm{\&Delta;}{t}^{\&prime;}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})};$

上述公式1、2中：

${F_1}^{\&prime;}(H^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;},{f_2}^{\&prime;},{D_i}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_2}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_2}^{\&prime;}{H}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^{\&prime;5}}$

${F_2}^{\&prime;}({H_1}^{\&prime;},{Q_0}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_0}^{\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_1}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_1}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}({H_2}^{\&prime;}-{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

${F_2}^{\&prime;}({H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;},{Q_2}^{\&prime;},{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;},{f_1}^{\&prime;},{D_h}^{\&prime;},{D_c}^{\&prime;})=\frac{32{{\mathrm{\&rho;}}_3}^{\&prime;}{Q_2}^{2\&prime;}{f_1}^{\&prime;}{H_{\mathrm{Bt}+1}}^{\&prime;}}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^{\&prime;2}-{D_c}^{\&prime;2})}^2({D_h}^{\&prime;}-{D_c}^{\&prime;})}$

F₃′(H′-H_Bt+1′,ρ₁′)＝9.81ρ₁′(H′-H_Bt+1′)

F₃′(H_Bt+1′,ρ₃′)＝9.81ρ₃′H_Bt+1′

F₄′(H′,ρ₂′)＝9.81ρ₂′H′；

Q₀′＝Q₁′+Q₂′，其中Q₂′为环空返出排量值。

8.一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其特征在于，其包括如下模块：

第二参数获取模块，用于获取总井深值H、漏层一深度值H₂+H₃、漏层二深度值H₃、井眼直径值D_h、套管外径值D_c、套管内径值D_i、水泥浆密度值ρ₁、替浆流体密度值ρ₂、原井浆密度值ρ₃、环空流动摩阻系数值f₁，管内流动摩阻系数值f₂、固井注入排量值Q₀、注入压力值P₁、环空出口返出排量值Q₃；

第二参照曲线生成模块，用于获取在漏层一的漏失排量值Q₁以及漏层二的漏失排量值Q₂为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深H_An和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值H_An中n表示注入时刻。

第二实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值P₁，并并根据注入压力值P₁绘制井口注入压力随时间变化曲线B；

第二判断模块，用于通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量Q₁>0或漏层二的漏失排量Q₂>0或Q₁与Q₂均大于0，此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为△t；

第二环空水泥返深确定模块，用于通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深H_At来确定水泥返深是否受井下漏失影响：在H_At>H₂+H₃时，水泥浆返深处于漏层一之下，确定水泥返深不受井下漏失影响；在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1；在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1。

9.如权利要求8所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其特征在于，

第二环空水泥返深确定模块中在H_At<H₃时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

$H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4(Q_0-Q_3)\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}.$

10.如权利要求8所述的井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其特征在于，

第二环空水泥返深确定模块中在H₂+H₃>H_At>H₃时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深H_Bt+1的公式如下：

公式1：P₁＝F₁(H,Q₀,ρ₂,f₂,D_i)+F₂(H₁,Q₀,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃+H₂-H_Bt+1,Q₀-Q₁,ρ₁,f₁,D_h,D_c)+F₂(H_Bt+1-H₃,Q₀-Q₁,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₂(H₃,Q₃,ρ₃,f₁,D_h,D_c)+F₃(H-H_Bt+1,ρ₁)+F₃(H_Bt+1,ρ₃)-F₄(H,ρ₂)

公式2：Q₀-Q₃＝Q₁+Q₂

公式3： $H_{\mathrm{Bt}+1}=H_{\mathrm{At}}+\frac{4Q_1\mathrm{\&Delta;t}}{\mathrm{\&pi;}({D_h}^2-{D_c}^2)}$

上述公式1中：

$F_1(H,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_2,f_2,D_i)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_2{Q_0}^2{f}_{2}H}{{\mathrm{\&pi;}}^2{D_i}^5}$

$F_2(H_1,Q_0,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{Q_0}^2{f}_1{H}_1}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1},Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_1,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_1{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_3+H_2-H_{\mathrm{Bt}+1})}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3,Q_0-Q_1,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{(Q_0-Q_1)}^2{f}_1(H_{\mathrm{Bt}+1}-H_3)}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

$F_2(H_3,Q_3,{\mathrm{\&rho;}}_3,f_1,D_h,D_c)=\frac{32{\mathrm{\&rho;}}_3{Q_3}^2{f}_1{H}_3}{{\mathrm{\&pi;}}^2{({D_h}^2-{D_c}^2)}^2(D_h-D_c)}$

F₃(H-H_Bt+1，ρ₁)＝9.81ρ₁(H-H_Bt+1)

F₃(H_Bt+1，ρ₃)＝9.81ρ₃H_Bt+1

F₄(H，ρ₂)＝9.81ρ₂H。