CN117287188A - 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法 - Google Patents

基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117287188A
CN117287188A CN202211244858.3A CN202211244858A CN117287188A CN 117287188 A CN117287188 A CN 117287188A CN 202211244858 A CN202211244858 A CN 202211244858A CN 117287188 A CN117287188 A CN 117287188A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lost circulation
pressure
drilling
measuring
point
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.)
Pending
Application number
CN202211244858.3A
Other languages
English (en)
Inventor
郭晓乐
高文凯
郑凯文
赵宁
滕鑫淼
王均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University of Science and Technology
CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
Original Assignee
Chongqing University of Science and Technology
CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University of Science and Technology, CNPC Engineering Technology R&D Co Ltd filed Critical Chongqing University of Science and Technology
Priority to CN202211244858.3A priority Critical patent/CN117287188A/zh
Publication of CN117287188A publication Critical patent/CN117287188A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/117Detecting leaks, e.g. from tubing, by pressure testing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/28Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00Details relating to the application field
    • G06F2113/08Fluids
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,包括在钻具组合中安装两个测量短节,测量短节用于测量对应井深位置的压力或者压差,且其中一个测量短节靠近钻具的下端部;记录钻井基础数据备用;钻进过程中利用实时钻进参数计算压力因子异常点处的实际井漏指数,并与人为设定的井漏指数临界值进行比较判断是否发生井漏,如实际井漏指数大于井漏指数临界值时,则判定发生井漏,并根据压力因子变化状态推测井漏参数,其中压力因子δ为t时刻的实时压耗系数与基准压耗系数的比值。具有较好的井漏识别精度,便于井漏状况的实时监测,并快速大致确定井漏参数,具有较好的准确性和可靠性,便于快速做出施工措施响应,有利于保证井下安全。

Description

基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法
技术领域
本发明属于钻井工程技术领域,具体涉及一种基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法。
背景技术
井漏是钻井工程中经常遇见的一种井下复杂情况,多数钻井过程都有不同程度的漏失。井漏会造成钻井液损失,钻井成本增加,严重的井漏会导致井内压力下降,影响正常钻井、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷,因此在钻井过程中不管是对井漏的监测还是对井漏位置的快速确定对安全作业都有着较大的积极作用。
现有井漏监测方法主要有钻井液池液面高度监测法、利用声波传感器测量钻井液中移动压力波速度法、环空钻井液流量测量法等。近年来,随着机器学习和人工智能算法的发展,出现了基于地面录井参数,采用神经网络、案例推理、支持向量机、随机森林以及多种算法结合的井漏预警技术,但由于实际情况过于复杂,现场应用还存在一定局限性。目前,现场判断井漏主要依靠钻井液池液面变化(部分公司会联合出口相对流量变化等),该方法精度较差,存在较大缺陷,难以适应井下复杂情况的快速响应。
理论上来说,井漏后环空压力或环空压耗必然会变化,可以通过井下压力数据进行判断。但由于钻井井身通常长达几千米,环空压力干扰因素较多,井漏引起的环空压耗变化相对于钻井液重力压降是比较小的,容易被环空压力波动淹没,即漏失速度和漏失位置均会影响井下压力,仅通过一个井下压力无法同时确定漏失速度和漏失位置,尤其是井下存在一个以上漏点时,上述方法的可靠性会大大降低。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,以解决现有技术中,对井漏状态监测不及时、井漏识别可靠性和精度较低等问题。
其技术方案如下:
一种基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其关键在于,包括如下步骤:
S1,在钻具组合中安装两个测量短节,所述测量短节用于测量对应井深位置的压力或者压差,且其中一个测量短节靠近钻具的下端部;
S2,记录钻井基础数据备用,所述基础数据至少包括井身结构、钻具组合、已钻井眼轨迹和钻井液密度、流变性能参数;
S3,钻进过程中利用实时钻进参数计算压力因子δ异常点处的实际井漏指数并与人为设定的井漏指数临界值进行比较判断是否发生井漏,如实际井漏指数大于井漏指数临界值时,则判定发生井漏,并根据压力因子变化状态推测井漏参数,其中压力因子δ为t时刻的实时压耗系数与基准压耗系数的比值。
采用以上方案,主要通过双测量短节可实现定点压力测量的功能,再结合数据充分利用漏失参数与环空压耗之间的定性关系,再将环空压耗以压耗系数的形式转换成压力因子,突出漏失对环空压耗的影响作用,再通过实际井漏指数与给定井漏指数进行比较及能够得到较为准确的井漏情况,相对而言其判断可靠性和精度更高,有利于缩短漏失反馈等待时间,便于后续快速响应,保证井下安全。
作为优选:步骤S3中所述实际井漏指数的计算过程包括如下步骤:
S3.1,计算钻井液重力修正系数;
S3.2,计算两个所述测量短节之间的实时环空压耗理论值;
S3.3,计算两个所述测量短节之间的实时环空压耗实际值;
S3.4,计算实时压耗系数,所述压耗系数为环空压耗实际值与环空压耗理论值的比值;
S3.5,计算实时所述压力因子δ;
S3.6,计算基准压耗系数和平均压力因子,所述基准压耗系数为滑动检测窗口内多个检测点对应压耗系数的平均值;
S3.7,利用贝叶斯在线变点检测方法检测S3.5中计算的该点压力因子是否突变,如检测到异常,则计算此时的实际井漏指数
其中,α为权重系数,人为给定取值0.1-0.2;和/>分别表示t时刻,AB之间、A点和B点的压力因子,所述A点为下部测量短节的测量位置,B点为上部测量短节的测量位置。
采用以上方案,对钻井液重力进行修正后,再进行后续的环空压耗的计算,并将环空压耗转化成精度更高的压耗系数后,再用以计算压力因子和实际井漏指数,有利于提高计算结果精度和可靠性。
作为优选:还包括步骤S4,根据多测点位置两个测量短节之间的环空压耗确定井漏位置及漏失速率;
如根据S3.7计算所得实际井漏指数判断井漏发生,则所述步骤S4按如下步骤进行,假设井下有且仅有一处漏失,并根据/>和/>的变化初步推断井漏参数,如/>均减小,而/>保持不变,则漏点在B点之上;如/> 和/>均减小,则漏点在B点之下,同步建立漏失速度和漏失位置关系公式,并利用关系公式绘制井漏参数分析图:
其中,表示AB点之间的实际环空压耗,f(Q)表示AB间环空压耗与排量的函数关系,m表示除Q外其它影响因素;QL表示漏失排量,LL表示漏点与A点之间的距离,如果漏点在A点之下,则LL=0,kAB为AB之间的基准压耗系数。
采用以上方案,判断确有漏失且仅有一个漏失情况下,并能够通过其它途径得到漏点位置和漏失速度任一数值时,则能够快速获知另一漏失参数值。
作为优选:步骤S3通过监测系统计算完成,且所述监测系统具有与之通讯连接的执行设备,如判定发生井漏时,则通过与监测系统通讯连接的执行设备发出警示信号。采用以上方案,便于进一步缩短井漏反馈时间,以使现场快速做出有效措施,保证井下安全。
作为优选:绘制所述井漏参数分析图时,根据区块以往记录的钻井基础参数绘制多条漏失速度参考线。采用以上方案,在明确漏点位置情况下,可以通过漏点指示线与当前压耗降低值的交点与参考线进行比较,即可快速获知漏失速度。
作为优选:两个所述测量短节的间距为30m-60m,且两个测量短节之间为同尺寸钻具。较大的间距可放大环空压耗的影响,保证设备测量记录准确性,但却会增加漏点的确定盲区,因此综合两方面因素优选上述间距,在现有测量短节的测量精度基础之上,该间距范围具有较好的测量结果,又能够便于漏点的快速确定,同时二者之间采用筒尺寸钻具有利于进一步保证计算结果的准确性,并去降低计算难度。
作为优选:所述测量短节为PWD短节或其它类似的井下压力测量短节。采用以上方案,便于获取并实施,满足数据测量记录传输需求,无需额外设计测量工具。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
采用本发明提供的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,具有较好的井漏识别精度,便于井漏状况的实时监测反馈,并快速大致确定井漏位置和漏失量等井下情况,具有较好的准确性和可靠性,便于快速做出施工响应,有利于保证井下安全。
附图说明
图1为本发明利用实际井漏指数监测井漏情况的流程逻辑示意图;
图2为双测量短节监测井漏示意图;
图3为利用本发明进行钻进过程中井漏监测的实施示意图(压力因子、井漏指数、时间和钻头位置综合关系图);
图4为利用本发明进行钻进过程中井漏监测的井漏参数分析图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参考图1至图4所示的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,主要包括如下步骤,S1,在钻具组合中安装两个测量短节(通常也称为压力测量短节或者压差测量短节),测量短节用于测量对应井深位置的压力或者压差,且其中下部测量短节靠近钻具的下端部其测量部位如图1所示的A点,上部测量短节的测量部位为B点,本申请在具体实施时,优选PWD短节作为测量短节使用,且两个测量短节的间距为30m-60m,两个测量短节之间为同尺寸钻具。
S2,记录井身结构、钻具组合、已钻井眼轨迹和钻井液密度、流变性能参数等基础数据备用;
S3,根据地面压力或钻井液罐液面情况判断是否发生井漏;
或者利用实时钻进参数计算压力因子δ异常点处的实际井漏指数并与人为设定井漏指数临界值进行比较判断是否发生井漏,如实际井漏指数大于井漏指数临界值时,则判定发生井漏,并根据压力因子变化状态推测井漏参数,其中压力因子δ为t时刻的实时压耗系数与基准压耗系数的比值。
首先参考图2,假设一口深度为H的井井身结构如图所示,AB两个测量部位的距离为LAB,C点表示为假设漏失点。
根据流体力学原理,两个PWD分别测到A、B部位的钻井液压力及其压差与钻井液漏失量之间存在如下关系:
PB=PgB+ΔPfB (1)
PA=PB+PgAB+ΔPfAB (2)
漏点C在B点之上时
ΔPAB=PA-PB=PgAB+ΔPfAB (3)
漏点C在A点之下时
ΔPAB=PA-PB=PgAB+ΔPfAB (4)
漏点C在AB点之间时
ΔPAB=PA-PB=PgAB+ΔPfAC+ΔPfCB (5)
式中,PgB表示B点以上环空钻井液静压力,PgAB表示AB点之间环空钻井液静压力,ΔPAB表示AB点之间环空压力差,ΔPfB表示B点以上环空钻井液流动压耗(后简称环空压耗),ΔPfAB表示AB点之间环空钻井液流动压耗,ΔPAC表示AC点之间环空压力差,ΔPCB表示CB点之间环空压力差。
在钻进过程中的某一段时间内,其它工程参数均不变的情况下,井下发生有/无井漏时的压力变化特征如下表1所示。表中也给出了发生井漏时的地面相关参数变化特征,可以辅助判断井漏。进一步来说,通过计算压力减小值,则可以判断井漏速度(漏失量)及漏失位置。
表1井漏时关联参数变化特征表
当其它工程参数也发生变化时,例如入口流量变化,则无论是否发生漏失,AB点压力和压差也会发生变化。此时,可以通过实时修正的环空压力计算理论模型计算没有发生漏失的A、B点压力及压差,然后与实测A、B压力及压差数据进行比较,进而判断是正常参数变化导致的压力波动,还是井漏引起的压力波动。
从理论上来说,通过井底压力变化即可以判断是否井漏是可行的。但是,由于环空压耗相比钻井液静液压力要小的多,井漏引起的环空压耗降低反应在井底压力变化上是很小的。同时,由于井内温度和压力的影响,实际钻井液密度和性能参数沿整个井筒是变化的,任一井段井眼轨迹误差、井径不规则、岩屑堆积等均会引起井底压力变化,单测点压力值又不适合作为井漏检测的主要依据。
而本申请中采用两个测量短节,且两个测量短节距离相对较短,二者之间的环空尺寸、钻井液密度、性能、井眼轨迹等参数在空间上变化不会太大,其理论压力和压差值比较容易计算,在一定时间内与实测值的关系也比较稳定,因此,将两个测量短节所测压力作为依据进行检漏是具有较好的可靠性和准确度的。
通过双压力进行井漏检测时,重要工作为步骤S3中实际井漏指数的计算,其具体计算过程包括如下:
S3.1,计算钻井液重力修正系数fg(无因次数值),具体而言,将钻具组合下放至井底,保持泵关闭状态,待环空稳定后,记录n组双PWD短节所测的压力数据(简称双PWD压力数据),根据以下公式(6)计算钻井液重力修正系数。双PWD压力数据可以以交替方式实时发送至地面进行计算检测,也可以以存储方式先存储在工具内,待起钻后再导出压力数据进行读取计算。
式中,和/>分别为钻井液静止时PWD短节实测压力数据,ρ表示环空钻井液密度,g表示重力加速度,HB表示B点垂深,HA表示A点垂深。
计算完成之后,开泵进行正常钻进(具体实施时也可以是正常循环过程中,如从上至下的循环下放),实时接收并记录井深、钻头位置,井身轨迹,钻井液排列和井下压力等实时数据。
S3.2,计算两个测量短节之间的实时环空压耗理论值,主要根据基础数据和实时数据进行计算,其计算方法如下:
PgAB=fgρgHAB (7)
PgB=fgρgHB (9)
PgA=PgB+PgAB (11)
ΔPfA=ΔPfB+ΔPfAB (12)
式中,PgAB、PgB、PgA分别表示AB点之间、B点之上和A点之上环空钻井液静压力,ΔPfAB、ΔPfB、ΔPfA分别表示AB点之间、B点之上和A点之上环空钻井液流动压耗,ρ表示环空钻井液密度,g表示重力加速度,HB表示B点垂深,HAB表示AB之间垂直间距,LAB表示AB间距,LB表示B点测深(随井深变化而变化),LC表示底部钻组组合长度,LCi表示底部钻具组合中第i种钻具的长度(底部钻具组合是钻井中的专有概念,一般指钻头往上200米左右的实现一定功能的非钻杆钻具串),Dw表示井眼内径,DAB表示AB间钻具外径,DP表示上部钻杆外径,Dci表示底部钻组组合中第i种钻具的外径,Q表示钻井液排量,fAB、fp、fci分别表示AB之间、上部钻杆处、底部钻具组合中第i种钻具处环空流动摩阻系数。
S3.3,计算两个测量短节之间的实时环空压耗实际值,设和/>分别为PWD短节实测压力数据,则实测压耗为:
S3.4,计算实时压耗系数,压耗系数k为环空压耗实际测得计算值与环空压耗理论值的比值,下标j统指AB、A、B,分别表示双测量短节之间环空压耗系数、A处和B处以上环空压耗系数,则:
S3.5,计算实时压力因子δ,定义压力因子δ为t时刻压耗系数k与基准压耗系数(正常钻进压耗系数)k'比值,从理论上来说,在正常钻进(无井漏)的一段时间内,压力因子δ应该保持在1左右波动很小范围之内,当以上压力因子异常降低时,则表示有井漏发生可能。
S3.6,计算基准压耗系数k′,基准压耗系数为滑动检测窗口内多个检测点对应压耗系数k的平均值,设置滑动检测窗口长度为x(x可以是个数,如10-30个,也可以是时长,如10-30秒)。按时间顺序计算窗口内各时刻压耗系数及其平均值/>将该平均值设为基准压耗系数k′j,j与上文含义一样,需要注意的是开始检测的第一个窗口数据必须为无井漏的正常钻进或循环数据。
基准压耗系数k′计算出之后,则按照公式(17)计算各时刻压力因子及其平均值
S3.7,利用贝叶斯在线变点检测方法检测公式(17)中计算的该点压力因子是否突变,如x个点均为正常,则按照S3.6中的公式(17)更新基准压耗系数k′,如检测到异常突变,则按公式(19)计算此时的实际井漏指数
其中,α为权重系数,人为给定取值0.1-0.2;和/>分别表示t时刻,AB之间、A点和B点的压力因子。
上述向后检测压力因子是否突变的具体过程如下:
S3.7.1给定超参数初始值可取0-1内值。
P(r0=0)=1
S3.7.2计算当前点预测概率,
式中,xt代表即分别表示/>和/>
S3.7.3计算当前点正常的先验概率
式中,H为危险函数,一般取其为一个比较小的常数,例如0.002。
S3.7.4计算当前点异常的先验概率
S3.7.5计算当前点正常和异常的后验概率
S3.7.6判断是否异常
如果则当前点为异常点,否则为正常点。
S3.7.7更新超参数值,接收新数据,重复(3.7.2)-(3.7.7)步,持续检测。
为利于进一步提高实时监测效果,在该种检测方式中,步骤S3和S4均通过监测系统计算完成,监测系统包括编制有上述计算过程的处理器,该处理器具有数据接收端、数据计算模块和比较模块,以及执行模块,还连接有数据输入面板或输入终端,实时监测过程中,井深、压力等实时数据可通过对应传感器线为接收端接收,其他钻进基础数据则可直接通过面板输入,人为设定的井漏指数临界值可根据区块情况进行设定,通常取0.05-0.1。
钻进过程中,监测系统通过地面实时数据、测量短节数据和已输入的其他基础数据,则可进行压力因子和实际井漏指数等的计算,再通过比较模块与人为设定的井漏指数临界值进行比较,如判定发生井漏时,则通过与监测系统中执行模块向与之通讯连接的执行设备发出警示信号,如声光报警信号等,在监测计算过程中,将计算所得的压力因子、井漏指数与时间和钻头位置四个参数进行图形化标记显示如图3所示(可由与监测系统处理器数据输出端相连的图形转化模块完成),这样可以根据图形可以快速获知钻井到具体多少井深(钻头的位置),在哪一时刻t压力因子出现了异常,并直观判定是否发生井漏,监测系统的工作流程大体如图1所示。
在判定发生井漏之后,还可进一步开展步骤S4,通过多测点位置两个测量短节之间的环空压耗推断漏点位置和漏失速率。
如根据S3.7所给公式(19)计算所得实际井漏指数判断已经发生井漏,则步骤S4可按如下步骤进行,假设井下有且仅有一处漏失(通常情况下,井下一般为单漏点情形,如存在多处漏点时该检测方式结果误差相对增大,不适合采用),并根据/>和/>的变化初步推断井漏参数,如/>和/>均减小,而/>保持不变,则漏点在B点之上;如/>均减小,则漏点在B点之下,同步建立漏失速度(漏失排量)和漏失位置关系公式,两者知道其中一个,即可确定另一个参数值,并利用关系公式绘制井漏参数分析图:
其中,表示AB点之间的实际环空压耗,f(Q)表示AB间环空压耗与排量的函数关系,m表示除Q外其它影响因素;QL表示漏失排量,LL表示漏点与A点之间的距离,如果漏点在A点之下,则LL=0,k′AB为AB之间的基准压耗系数。
井漏参数分析图大体如图4所示,主要根据图3所示,在发生压力因子突变之后,选择其中某一测点(或某时刻某位置数值)进行制图,且前提是漏失速度不变,那么漏失点在不同位置时,两个测量短节(下部的PWD1、上部的PWD2)之间的环空压耗是不同的,如漏点在PWD1之下时,那么两个测量短节之间环空压耗的降低值已经降到最低值,始终会保持不变;当漏点位于两个测量短节之间时漏点,越靠下,对二者之间的环空压耗降低值越影响的多,反之越往上,影响越小,直至位于PWD2之上时,两个测量短节之间环空压耗降低值则为零,当然,同样的情况下,漏失速度越大,两个测量短节之间环空压耗的降低值也就相对越大,故而可根据需要先在图版上预做多种不同漏失速度对应环空压耗降低值的参考线。
当根据地面钻井液罐监测可以比较准确的得到漏失速度,则可在图中画出实际漏失速度指示线,实际漏失速度指示线与两个测量短节之间环空压耗的当前压力降低值的指示线相交的位置则确定为漏点位置。
当通过其它途径已知漏点位置,则对应漏点测深做竖线,其与当前压力降低值之间的交点位置对应的漏失速度即为实际漏失速度,可根据交点与参考线位置比较得到较为准确的数值。
参考图1至图4所示的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,利用该方法对某区块的某井进行钻进井漏监测,钻进时,钻头直径为215.9mm,PWD1距钻头28m,PWD2距钻头86m,两个PWD之间间距为58m,双PWD之间为127mm加重钻杆,钻井液密度为1.25g/cm3,排量为33L/s,下午16:16分地面观测到漏失,平均漏速约为11L/s。
而漏失前后数据在井漏监测系统的检测结果如图3所示,由图示及显示可快速获知,井漏起始于16点11分43秒钻进至2794.78m处,该时间明显早于地面观测到发生漏失时间,因此表明本申请的监测方法能够早于地面观察方法发现井漏,井漏识别精度更高,可靠性更好,这有利于现场快速做出相应的堵漏或其他施工措施以保证井下安全。
根据邻井经验及钻井工况综合判断,初步推测漏点在井底处,计算的最大漏速为11.6L/s,最小漏速为8.9L/s,不同时刻漏速不同。钻进至2795.5m时的井漏参数分析结果如图4所示,如果按推测的漏点在下PWD1与钻头(2767.5-2795.5m)之间,则漏失速度可计算得11.3L/s(划线也可得(未示出)与参考线对比所得),与地面观察到的漏失速度接近,与地面观察到的漏失速度接近,进一步印证了该检测方法量化漏速的可行性。
本申请所有公式及参数在计算时均采用石油行业对应的国际常用单位,如涉及长度的单位均采用米(m),涉及压力的均采用兆帕(MPa),涉及密度的均采用克/立方厘米(g/cm3),涉及流量(排量、漏失量等)均采用升/秒(L/s),涉及时间的均采用秒(s),涉及直径的均采用毫米(mm),以此为参考,在此不做赘述。
本申请在进行井漏位置和漏失速度确定时需要已知二者任一参数,且只能针对单一漏点情况进行计算,而现有技术中,暂没有相对较为准确的方法可以直接得到井漏位置和/或漏失速度,故其检测方式直接用于钻进井漏的实时监测更佳,通过突变压力因子判断井漏情况,其监测更及时可靠。
最后需要说明的是,上述描述仅仅为本发明的优选实施例,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1,在钻具组合中安装两个测量短节,所述测量短节用于测量对应井深位置的压力或者压差,且其中一个测量短节靠近钻具的下端部;
S2,记录钻井基础数据备用,所述基础数据至少包括井身结构、钻具组合、已钻井眼轨迹和钻井液密度、流变性能参数;
S3,钻进过程中利用实时钻进参数计算压力因子δ异常点处的实际井漏指数并与人为设定的井漏指数临界值进行比较判断是否发生井漏,如实际井漏指数大于井漏指数临界值时,则判定发生井漏,并根据压力因子变化状态推测井漏参数,其中压力因子δ为t时刻的实时压耗系数与基准压耗系数的比值。
2.根据权利要求1所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:步骤S3中所述实际井漏指数的计算过程包括如下步骤:
S3.1,计算钻井液重力修正系数;
S3.2,计算两个所述测量短节之间的实时环空压耗理论值;
S3.3,计算两个所述测量短节之间的实时环空压耗实际值;
S3.4,计算实时压耗系数,所述压耗系数为环空压耗实际值与环空压耗理论值的比值;
S3.5,计算实时所述压力因子δ;
S3.6,计算基准压耗系数和平均压力因子,所述基准压耗系数为滑动检测窗口内多个检测点对应压耗系数的平均值;
S3.7,利用贝叶斯在线变点检测方法检测S3.5中计算的该点压力因子是否突变,如检测到异常,则计算此时的实际井漏指数
其中,α为权重系数,人为给定取值0.1-0.2;和/>分别表示t时刻,AB之间、A点和B点的压力因子,所述A点为下部测量短节的测量位置,B点为上部测量短节的测量位置。
3.根据权利要求2所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:还包括步骤S4,根据多测点位置两个测量短节之间的环空压耗确定井漏位置及漏失速率;
如根据S3.7计算所得实际井漏指数判断井漏发生,则所述步骤S4按如下步骤进行,假设井下有且仅有一处漏失,并根据/>和/>的变化初步推断井漏参数,如/>和/>均减小,而/>保持不变,则漏点在B点之上;如/> 和/>均减小,则漏点在B点之下,同步建立漏失速度和漏失位置关系公式,并利用关系公式绘制井漏参数分析图:
其中,表示AB点之间的实际环空压耗,f(Q)表示AB间环空压耗与排量的函数关系,m表示除Q外其它影响因素;QL表示漏失排量,LL表示漏点与A点之间的距离,如果漏点在A点之下,则LL=0,kA B为AB之间的基准压耗系数。
4.根据权利要求1至3中任一所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:步骤S3通过监测系统计算完成,且所述监测系统具有与之通讯连接的执行设备,如判定发生井漏时,则通过与监测系统通讯连接的执行设备发出警示信号。
5.根据权利要求3所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:绘制所述井漏参数分析图时,根据区块以往记录的钻井基础参数绘制多条漏失速度参考线。
6.根据权利要求1所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:两个所述测量短节的间距为30m-60m,且两个测量短节之间为同尺寸钻具。
7.根据权利要求1至3或6中任一所述的基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法,其特征在于:所述测量短节为PWD测量短节。
CN202211244858.3A 2022-10-12 2022-10-12 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法 Pending CN117287188A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211244858.3A CN117287188A (zh) 2022-10-12 2022-10-12 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211244858.3A CN117287188A (zh) 2022-10-12 2022-10-12 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117287188A true CN117287188A (zh) 2023-12-26

Family

ID=89255962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211244858.3A Pending CN117287188A (zh) 2022-10-12 2022-10-12 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117287188A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117846581A (zh) * 2023-12-29 2024-04-09 东营安兴石油科技有限公司 一种石油钻井漏层位置检测方法及检测系统
CN118133159A (zh) * 2024-05-06 2024-06-04 中国石油大学(华东) 一种钻井风险识别方法、系统及其相关设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117846581A (zh) * 2023-12-29 2024-04-09 东营安兴石油科技有限公司 一种石油钻井漏层位置检测方法及检测系统
CN118133159A (zh) * 2024-05-06 2024-06-04 中国石油大学(华东) 一种钻井风险识别方法、系统及其相关设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117287188A (zh) 基于井下压力数据流的钻井井漏监测方法
US20180187498A1 (en) Systems and methods for early well kick detection
US20220290516A1 (en) Influx and loss detection
CA3080712C (en) Robust early kick detection using real time drilling data
CN113775327B (zh) 钻井异常的检测方法、装置、设备、钻井和存储介质
CN111749633B (zh) 连续式起下钻溢漏监测方法
CN111734399A (zh) 一种钻井过程中智能堵漏方法及系统
US11035971B2 (en) Data quality monitoring and control systems and methods
CN104727815A (zh) 一种实时钻井地层修正预测方法及装置
CN105350954A (zh) 基于钻柱输送测井仪器的时深获取方法和装置
CN105781530A (zh) 全程环空压力测量方法
US20230184045A1 (en) Device and method for diagnosing the risk of insufficient hole cleaning problem
CN103982175B (zh) 全程环空压力测量方法及装置
CN212389331U (zh) 连续式起下钻溢漏监测系统
CN105672992A (zh) 一种用于实现钻井全过程的环空压力测量方法
CN114352271A (zh) 井涌井漏预判方法
CN203335058U (zh) 煤层气欠平衡水平井井眼清洁监测装置
CN111636864A (zh) 连续式起下钻溢漏监测系统
Zhao et al. Drilling data quality control via wired drill pipe technology
CN109488286A (zh) 一种油气井井下多点压力溢流监测方法
CN117927167B (zh) 一种油气田修井作业灌液监测系统及方法
WO2024131003A1 (zh) 一种井下工况的监测预警系统及方法
CN206917651U (zh) 一种井下环空压力测试装置
Yang et al. A Monitoring System for Failure Risk of Downhole Drilling Tools in Complex Formations
CN118088160A (zh) 一种溢漏早期识别方法及装置

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