CN112112633A - 一种钻井地层漏点测量仪及判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钻井地层漏点测量仪及判断方法，包括脉冲器、伽马探管、定向探管、压力传感器和转子流量计，定向探管和伽马探管均与脉冲器电连接。通过定向探管测量井下温度、伽马探管测量地层岩性伽玛值、转子流量计测量流量、压力传感器测量环空压力，再由脉冲器将各测量数值实时传输到地面，根据变化情况综合进行判断，可迅速准确判断出漏点的位置，为后续的堵漏节约大量时间和材料。该方法根据漏点的流体、地质和物理特性，通过漏点测量仪进行多个数据测量，数据传输到地面解码后，通过几种数据的变化情况进行综合判断，避免某一个数据受到干扰影响判断漏点位置的准确性。

Description

一种钻井地层漏点测量仪及判断方法

技术领域

本发明属于油气田钻井技术领域，具体涉及一种钻井地层漏点测量仪及判断方法。

背景技术

近年随钻油气需求的增加，国内各个油田也进行着大力开发，长庆油田在连续稳产5000万吨的基础上，积极地进行了稳产上产的开发，然而在油田和气田的的开采中出现了许多油气井地层漏失的状况。井漏是钻井工程中常见的复杂事故 ，多年来一直是困扰油田安全生产的一个大问题。目前长庆油田开发中主要漏失的地层为漯河和延长，气田主要漏失的地层为刘家沟和石千峰。地层的漏失，尤其是失返性漏失严重影响了钻井施工进度，同时配置钻井液增加钻井开发的成本，也给井控安全带来极大挑战。尤其在大部分地层不能准确确定漏失地层的位置，导致大量的钻井液漏失，甚至于导致卡钻和井眼报废的井下事故，给油气田开发带来了极大的困扰。

目前国外多采用仪器测试法确定漏层位置，如涡流测试仪、放射性示踪仪、声波测试仪等，采用仪器测试法确定漏层位置需要专业化队伍并且成本高，国内目前还无成熟的漏层位置测试仪，通常是根据观察法判断漏层的井段或采用试堵的方法判断漏层位置，但是不能准确确定漏层的准确位置，准确性查，导致泥浆材料的和钻井时效的浪费；给钻井开发带来了极大损失，甚至造成井下事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻井地层漏点测量仪，克服现有技术中存在的问题。

本发明的另一个目的是提供一种钻井地层漏点测量判断方法，通过测量井筒中的温度、压力、流量、伽马数据来准确确定漏层的具体位置。

为此，本发明提供了的技术方案如下：

一种钻井地层漏点测量仪，包括脉冲器、定向探管和伽马探管，所述定向探管和伽马探管均与脉冲器电连接，所述伽马探管和定向探管通过接口上下连接。

还包括流量传感器，所述流量传感器与定向探管电连接，所述定向探管用于测量井深及井下温度，所述伽马探管用于测量地层岩性伽玛值。

还包括流量传感器和压力传感器，所述流量传感器和压力传感器均与定向探管电连接。

所述定向探管通过通讯电路端口短节与流量传感器短节连接。

所述流量传感器短节为钻铤结构，外部有丝扣。

一种钻井地层漏点测量判断方法，采用钻井地层漏点测量仪，将钻井地层漏点测量仪上部与钻柱的无磁钻铤连接，通过脉冲器将定向探管测量的井深及温度、伽马探管测量的地层岩性伽玛值、流量传感器测量的流量、压力传感器测量的环空压力通过脉冲信号实时传输到地面进行解码和读取，根据温度、地层岩性伽玛值、流量和环空压力发生变化所对应的井深，判断钻井地层漏点的位置。

所述钻井地层漏点测量仪设于无磁钻铤内。

判断钻井地层漏点的位置时，需同时满足以下几点：

1）伽玛值降低20%以上；

2）井下温度降低20%以上；

3）流速增大15%以上；

4）环空压力降低2MPa以上。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种钻井地层漏点测量仪，通过定向探管测量井下温度、伽马探管测量地层岩性伽玛值、流量传感器测量流量、压力传感器测量环空压力，再由脉冲器将各测量数值实时传输到地面，根据变化情况综合进行判断，可迅速准确判断出漏点的位置，为后续的堵漏节约大量时间和材料。

该方法根据漏点的流体、地质和物理特性，通过漏点测量仪进行多个数据测量，数据传输到地面解码后，通过几种数据的变化情况进行综合判断，避免某一个数据受到干扰影响判断漏点位置的准确性。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式结构示意图；

图2是本发明的现场使用示意图；

图3是实施例中的漏点判断模拟曲线。

图中：1、脉冲器；2、伽马探管；3、定向管；4、压力传感器；5、压力测试孔；6、转子流量计；7、无磁钻铤；8、钻杆；9、连接短节；10、井筒；11、钻柱；12、钻头；13、漏点测量仪。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，包括脉冲器1、定向探管3和伽马探管2，所述定向探管3和伽马探管2均与脉冲器1电连接，所述伽马探管2和定向探管3通过接口上下连接。

定向探管3主要测量井斜、方位和温度等工程参数，并且还可将所测量的下部数据传输给脉冲器1。脉冲器1主要功能是将所测试的数值通过压力脉冲信号传输给地面进行解码和读取。伽玛探管主要测量地层岩性伽玛值。

使用方法：

当出现泥浆漏失的状况时，将该钻井地层漏点测量仪下部与钻柱11及钻头12连接进行下井测量。当通过漏点时，将所测得的温度和伽马值数据，通过泥浆脉冲器1实施传输到地面解码，进行漏层位置的判断和确定。

判断漏点原理：

测量漏点温度原理是钻井液在井筒10内受地层温度的影响形成一定的温度梯度。如钻遇漏层，漏层上部具有一定温度的钻井液漏入漏层，而地面较低温度的钻井液进入井内后，在漏失处钻井液温度会在此处发生异常。

砂泥岩剖面低自然伽马异常就是砂岩储集层，通过伽玛测量数据异常来确定漏点位置。如果有泥浆漏失，会造成井眼扩径，导致自然伽马数值降低。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，还包括转子流量计6，所述转子流量计6与定向探管3电连接，所述定向探管3用于测量井深及井下温度，所述伽马探管2用于测量地层岩性伽玛值。

为了避免测量漏点温度和伽玛值有时会受到一定的干扰，造成漏点判断不准确，本实施例通过增加测量漏点的流量来确保测量的准确性。如钻遇漏层，漏失的钻井液使得转子的转速增大。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，还包括转子流量计6和压力传感器4，所述转子流量计6和压力传感器4均与定向探管3电连接。如图1所示。

为了避免测量漏点温度和伽玛值有时会受到一定的干扰，造成漏点判断不准确，本实施例通过增加测量漏点的流量和压力来确保测量的准确性。如钻遇漏层，漏失的钻井液使得转子的转速增大；在通过漏点时，由于漏层泥浆漏失，通过压力测试孔5测量到环空压力降低。

流量和压力数据测量后，通过连接短接传输到定向探管3处理后，由脉冲器1将数据传输到地面解码。

实施例4：

在实施例2或3的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，所述定向探管3通过通讯电路端口短节与转子流量计6短节连接。

转子流量计6、压力传感器4通过通讯电路端口短节将环空压力和流量测试数据，传输到上部定向探管3进行处理和传输，然后传输给脉冲器1，最后由脉冲器1将压力数值、流量数值通脉冲信号传输给地面进行解码和读取。

实施例5：

在实施例2或3的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，所述转子流量计6短节为钻铤结构，外部有丝扣。

压力传感器4通过压力传感器短节与通讯电路端口短节连接，量传感器短节、压力传感器短节为钻铤结构，尺寸与无磁钻铤7接近，内部通过通讯电路端口短节连接，外部与钻具丝扣连接。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量仪，包括脉冲器1、伽马探管2、定向探管3、压力传感器4和转子流量计6。如图1所示。

其中，脉冲器1位于最顶端，伽马探管2和定向探管3分别上下设置，并通过接口连接。定向探管3和伽马探管2均与脉冲器1电连接。压力传感器4和转子流量计6与定向探管3下部连接，实现电路通讯。

定向探管3主要测量井斜、方位和温度等工程参数，并且还可将所测量的下部数据传输给脉冲器1。伽玛探管主要测量地层岩性伽玛值。脉冲器1主要功能是将所测试的数值通过压力脉冲信号传输给地面进行解码和读取。

定向探管3通过通讯电路端口短节与下部的压力传感器短节和转子流量计6短节接，通讯电路短节主要是将环空压力和流量测试数据，传输到上部定向探管3进行处理和传输。压力传感器短节和转子流量计6短节为钻铤结构，尺寸与无磁钻铤7接近，内部通过通讯电路端口短节连接，外部与钻杆8丝扣连接。

当出现泥浆漏失的状况时，将该钻井地层漏点测量仪下部与钻柱11及钻头12连接进行下井测量。如图2所示，井地层漏点测量仪13上部通过连接短节9与无磁钻铤7连接，下部通过丝扣与钻具连接。当该仪器通过漏层位置时，通过漏点测量仪13将井筒10内的温度、压力、伽玛值和流量数值实时传输到地面，根据综合判断方法，可迅速判断出漏点的位置，为后续的堵漏节约大量时间和材料。

本实施例提供的这种钻井地层漏点测量仪连接于钻柱11和钻头12之间，通过测量井筒10中的温度、压力、流量、伽马数据，并通过脉冲仪器将所测量的数据实时传输到地面，根据漏层的特性，结合测量数据来准确确定漏层的具体位置。

实施例7：

本实施例提供了一种钻井地层漏点测量判断方法，采用钻井地层漏点测量仪，将钻井地层漏点测量仪上部与钻柱11的无磁钻铤7连接，通过脉冲器1将定向探管3测量的井深及温度、伽马探管2测量的地层岩性伽玛值、转子流量计6测量的流量、压力传感器4测量的环空压力通过脉冲信号实时传输到地面进行解码和读取，根据温度、地层岩性伽玛值、流量和环空压力发生变化所对应的井深，判断钻井地层漏点的位置。

本方法根据漏点的流体、地质和物理特性，通过漏点测量仪13进行测量，数据被传输地面上，通过曲线判断简明直观，快速准确。

实施例8：

在实施例7的基础上，本实施例提供了一种钻井地层漏点测量判断方法，判断钻井地层漏点的位置时，需同时满足以下几点：

1）伽玛值降低20%以上；

2）井下温度降低20%以上；

3）流速增大15%以上；

4）环空压力降低2MPa以上。

测量漏点温度原理是钻井液在井筒10内受地层温度的影响形成一定的温度梯度。如钻遇漏层，漏层上部具有一定温度的钻井液漏入漏层，而地面较低温度的钻井液进入井内后，在漏失处钻井液温度会在此处发生异常。降低20％以上判断为有泥浆漏失。

砂泥岩剖面低自然伽马异常就是砂岩储集层，通过伽玛测量数据异常来确定漏点位置。如果有泥浆漏失，会造成井眼扩径，导致自然伽马数值降低，降低20％以上判断为有泥浆漏失。

测量漏点温度和伽玛值有时会受到一定的干扰，可通过增加测量漏点的压力和流量来确保测量的准确性。当使用转子流量计6时，转子通过漏层时，漏失的钻井液使得转子的转速增大15％以上，可判断漏层的位置。

同时在测试接头上安装压力传感器4，该压力传感器4为灵敏度较高的液压压力传感器4，测量井筒10内的环空压力。在通过漏点时，由于漏层泥浆漏失环空压力降低，压力减少2MPa以上可判断为漏点。

流量和压力数据测量后，通过连接短接传输到定向探管3处理后，通过泥浆脉冲器1将数据传输到地面解码。

实施例9：

在实施例8的基础上，本实施例以某油田某井为例，进行地层漏点判断。过程如下：

（1）当出现泥浆漏失的状况时，将漏点测量仪13连接于钻头12之上；

（2）下钻到漏层井段以上时，开泵循环钻井液，并以5分钟/米速度下放测量；

（3）在整个测量过程中，脉冲器1将温度、伽马、流量计压力数据上传至地面，得到各数据与井深的模拟曲线，如图3所示。

由图3可知，当从2410m开始，温度、伽玛和环空压力都随之减小，而流量转速仪迅速增快，可判断出2410m至2418m地层漏失。

本发明方法还可结合钻井速度、地面泥浆漏失量和岩屑等观察方法综合进行判断，对于提高漏点判断位置有很大的帮助。

机械钻速变化反映了地层岩层的松软或坚硬变化程度，它能了解到漏层裂隙尺寸的变化。现场可地层预测柱状剖面图及井身结构图一起进行分析，及时判断井下岩性变化及出现漏层的深度和厚度。

地面泥浆漏失是根据地面泥浆罐正常钻井时罐内泥浆量的变化来进行判断地层的漏失，一般主要是在罐内泥浆减少的情况下，停止钻进进行观察，若减少1立方以上就要结合以上测量方法进行综合判断。

岩屑观察法，是根据砂样中岩屑颗粒答大小间接判断漏失通达的尺寸。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钻井地层漏点测量仪，其特征在于：包括脉冲器（1）、定向探管（3）和伽马探管（2），所述定向探管（3）和伽马探管（2）均与脉冲器（1）电连接，所述伽马探管（2）和定向探管（3）通过接口上下连接。

2.根据权利要求1所述的一种钻井地层漏点测量仪，其特征在于：还包括转子流量计（6），所述转子流量计（6）与定向探管（3）电连接，所述定向探管（3）用于测量井深及井下温度，所述伽马探管（2）用于测量地层岩性伽玛值。

3.根据权利要求1所述的一种钻井地层漏点测量仪，其特征在于：还包括转子流量计（6）和压力传感器（4），所述转子流量计（6）和压力传感器（4）均与定向探管（3）电连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种钻井地层漏点测量仪，其特征在于：所述定向探管（3）通过通讯电路端口短节与转子流量计（6）短节连接。

5.根据权利要求2或3所述的一种钻井地层漏点测量仪，其特征在于：所述转子流量计（6）短节为钻铤结构，外部有丝扣。

6.一种钻井地层漏点测量判断方法，采用权利要求3所述的钻井地层漏点测量仪，其特征在于：将钻井地层漏点测量仪上部与钻柱（1）（1）的无磁钻铤（7）连接，通过脉冲器（1）将定向探管（3）测量的井深及温度、伽马探管（2）测量的地层岩性伽玛值、转子流量计（6）测量的流量、压力传感器（4）测量的环空压力通过脉冲信号实时传输到地面进行解码和读取，根据温度、地层岩性伽玛值、流量和环空压力发生变化所对应的井深，判断钻井地层漏点的位置。

7.根据权利要求6所述的一种钻井地层漏点测量判断方法，其特征在于：所述钻井地层漏点测量仪设于无磁钻铤（7）内。

8.根据权利要求6所述的一种钻井地层漏点测量判断方法，其特征在于：判断钻井地层漏点的位置时，需同时满足以下几点：

伽玛值降低20%以上；

井下温度降低20%以上；

流速增大15%以上；

环空压力降低2MPa以上。

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