CN106640063A - 一种固井施工溢流监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固井施工溢流监测方法，包括下列步骤：步骤1.针对作业井进行基础数据的采集；根据基础数据对施工作业进行模拟分析，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况及顶替效率，制定对应的固井施工方案；步骤2.根据固井施工方案，进行固井施工，实时采集各作业点的施工参数并监测，通过实时采集施工数据反演模拟出井下顶替过程，根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行监测；步骤3.根据监测数据综合判断井下复杂情况，对井下溢流进行实时预警。本发明能够针对井下井况的变化动态而实时、准确、可靠地发出溢流预警，进而为施工方案的及时性、准确性调整提供准确、可靠地依据，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及油气井钻井的固井施工技术，具体是一种固井施工溢流监测方法。
背景技术
为了保障固井质量和施工安全，在对有可能发生溢流情况的固井施工作业时，需要对井下溢流情况进行监测，从而对可能发生的复杂情况进行预警处理。
目前，固井施工作业中对井下溢流的主要监测手段是，同时记录浆体注入量与出口返出量，进而计算两者的差值，以此来判断井下是否出现溢流。然而，它的判断结果不仅具有严重的后滞性，而且，亦无法确定溢流是因U型管效应产生的假象溢流、还是地层压力大于液柱压力的真实溢流。综前所述，前述溢流监测手段的实时性、准确性和可靠性差，无法适用于固井施工作业中对井下溢流的实时、准确、可靠地判断。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种能够对井下溢流能够实现实时、准确、可靠地判断的固井施工溢流监测方法。
本发明所采用的技术方案是，一种固井施工溢流监测方法，包括下列步骤：
步骤1. 针对作业井进行基础数据的采集；根据作业井的基础数据对作业井的施工作业进行模拟分析，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况，从而制定对应的固井施工方案；
步骤2. 根据步骤1所制定的固井施工方案，对作业井进行正式的固井施工，在施工过程中，实时采集各作业点的施工参数，通过实时采集施工数据反演模拟出井下顶替过程，根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行监测；
步骤3. 根据步骤2的监测数据判断井下复杂情况，对井下溢流进行实时预警。
步骤2中，所述实时采集各作业点的施工参数包括注入流体排量、注入流体密度、井口压力、出口体积和出口密度。
步骤3中，所述监测数据作存储管理处理。
本发明的有益效果是：上述监测方法通过实时采集的施工数据反演模拟出井下的顶替过程，从而根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数变化进行动态化监测（即以模拟顶替过程为判断基准），这一监测不仅具有优异的实时性和及时性，而且能够准确判断出井内发生的溢流是因U型管效应产生的假象溢流、还是地层压力大于液柱压力的真实溢流，由此可见，本发明能够针对井下井况的变化动态而实时、准确、可靠地发出溢流预警，进而为施工方案的及时性、准确性调整提供准确、可靠地依据，实用性强。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种流程图。
图2是本发明所基于的监测软件的原理框图。
具体实施方式
参见图1所示，本发明为固井施工作业中的溢流监测方法，它包括下列步骤：
步骤1. 针对作业井进行基础数据的采集，该基础数据包括但不限于井身结构数据、施工基础数据和流体基础数据；根据所采集的作业井的基础数据，对作业井的固井施工作业进行模拟分析，具体的，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况，从而制定对应的、合理的固井施工方案；
步骤2. 根据步骤1所制定的固井施工方案，对作业井进行正式的固井施工；
在正式施工前，需要对固井注浆管线、顶替管线、水泥头和返排管线进行结构布局，大体是：1）.将固井注浆管线、钻井液顶替管线分别连接至井口的水泥头上，并在水泥头与注浆管线之间、水泥头与顶替管线之间分别安装流量计，在流量计上安装流量传感器；2）.在水泥头上安装压力表传感器，在固井泵车和泥浆泵上分别安装密度传感器；3）.将返排管线与标准计量罐相连，同时保证标准计量罐清洁、且平稳放置，将标准计量罐的出口用管线连接至沉砂池，在标准计量罐上安装超声波传感器与密度传感器；4）.将前述各作业点上的信号传感器通过无线传输合传输到主节点，并通过对应的转换设备与计算机相连；
在施工过程中，计算机通过各信号传感器对各作业点的施工参数进行实时采集，实时采集的各作业点的施工参数包括但不限于注入流体排量、注入流体密度、井口压力、出口体积和出口密度等，从而实时获得各作业点的施工参数；基于这些实时采集数据和基础数据，反演模拟出井下的顶替过程，获得基准的参照参数，进而根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行动态化的监测，即对比模拟返出量与实际返出量；
步骤3. 根据步骤2的监测数据判断井下的复杂情况，井下是否发生溢流，从而对井下溢流进行实时的预警；同时对监测数据作存储管理处理，以便施工后的技术总结。
综上所述，本发明基于计算机系统实现。具体的，本发明所基于的计算机系统主要由硬件部分的数据采集仪、计算机、监视器（或显示器）和软件部分的（即监测软件）组成。数据采集仪分别用于采集各作业点的施工参数，计算机运行监测软件并存储各数据，由监测软件根据所采集的数据进行相应的监测、预警。
参见图2所示，本发明所基于的监测软件包括数据管理模块、施工设计模块、顶替模拟模块、施工监测模块和数据库。
其中，数据管理模块分别用于采集作业井的基础数据、施工实时数据等；并将这些数据在数据库中存储，各施工实时数据应当匹配、对应有模拟的理论数据；
施工设计模块根据作业井的基础数据，对作业井的固井施工作业进行模拟分析，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况，从而制定对应的、合理的固井施工方案，施工方案包括浆柱结构的优化设计、流变特性的设计计算、排量设计等；
顶替模拟模块根据实时采集数据和基础数据，依照现有已公开的理论计算模型，反演模拟出井下的顶替过程，包括：计算套管内及环空压降、静液柱压力等，预测泵压变化及U型管效应；计算显示环空压力变化；从而获得基准的参照参数（即模拟返出量）；
施工监测模块根据实时采集数据和基础数据，实时的反应实时顶替过程，实时顶替过程的各参数（即实际返出量）应当与模拟顶替过程的各参数（即模拟返出量）进行对比，即通过对模拟顶替过程的各参数设置预警阀值，从而使实时顶替过程中的各参数一旦超出对应的预警阀值便发出预警信号，以此根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行动态化的监测；
数据库用于完整的存储各数据，包括模拟数据和实时数据，从而为以后的技术总结提供支持。
以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。
Claims (3)
1.一种固井施工溢流监测方法，包括下列步骤：
步骤1. 针对作业井进行基础数据的采集；根据作业井的基础数据对作业井的施工作业进行模拟分析，预测井下包括涌、漏在内的复杂情况，从而制定对应的固井施工方案；
步骤2. 根据步骤1所制定的固井施工方案，对作业井进行正式的固井施工，在施工过程中，实时采集各作业点的施工参数，通过实时采集施工数据反演模拟出井下顶替过程，根据模拟顶替过程对实时顶替过程的参数进行监测；
步骤3. 根据步骤2的监测数据判断井下复杂情况，对井下溢流进行实时预警。
2.根据权利要求1所述固井施工溢流监测方法，其特征在于：步骤2中，所述实时采集各作业点的施工参数包括注入流体排量、注入流体密度、井口压力、出口体积和出口密度。
3.根据权利要求1所述固井施工溢流监测方法，其特征在于：步骤3中，所述监测数据作存储管理处理。
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| CN201611127890.8A CN106640063A (zh) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | 一种固井施工溢流监测方法 |
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2016
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