[发明专利]一种确定井下状态的方法、装置及状态控制方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油、天然气勘探领域，特别是关于石油、天然气钻井安全技术，具体的讲是一种确定井下状态的方法、装置及状态控制方法、装置。

背景技术

在钻井过程中，溢流和漏失是经常会遇到的复杂情况，其中漏失是指在钻井过程中，钻井液漏入地层的一种井下复杂情况；溢流则与漏失相反，是指在钻井过程中，地层流体流入井筒的一种井下复杂情况。

溢流和漏失两种复杂情况若不能及时发现并控制会引起严重后果，漏失会导致大量宝贵的钻井液漏失，影响钻井工作的正常进行，导致井筒内液柱压力降低。若不能及时发现漏失，使井筒内液柱压力降低到一定程度，便会引起井壁失稳、井塌甚至卡钻；溢流是井涌和井喷的先兆。若溢流不能被及时发现，地层流体涌入井筒的量就会越来越多，尤其是钻进高压气层时，溢流的发现更是要越早越好。气体随着泥浆从井底往井口上返过程中，由于压力不断降低、气体体积不断膨胀，井口处压力就会越来越大，当超过井口防喷器工作压力后，就会发生井喷，造成大量人员伤亡，设备损毁，不但浪费了宝贵油气资源还污染了环境，给人民、社会造成巨大的损失。所以，为了保证钻井的安全进行，对漏失和溢流的发现必须快速、及时。

目前，传统钻井工艺对溢流和漏失的监控主要是以观察法为主，若观察到发生以下几种情况：①泥浆池液面下降；②钻井液出口流量小于进口流量；③井口立管压力下降则可判断发生井漏；若发生：①泥浆池液面上升；②钻井液出口流量、流速上升；③井口立管压力上升④泥浆密度降低，性能急剧变差则可判断发生溢流。

但是传统观察法具有其局限性，有时无法正确判断井下情况，例如井口立管压力下降，可能是由于钻具刺漏所致；而立管压力上升，可能是钻头水眼堵塞，循环系统无法正常进行所致。此外，采用传统的观察方法，当发现溢流或漏失时，溢流量或漏失量往往已经较大，留给处理事故的时间已经较短，易导致重大事故的发生。

发明内容

为了解决传统溢流漏失观察方法的局限性，及时发现井下溢流和漏失，及时发现井下事故，改善传统观察法测量的延迟性，提高检测精确度，本发明实施例提供了一种确定井下状态的方法，所述井下状态包括：溢流状态、漏失状态及不溢不漏状态，所述的方法包括：

采集泵入钻井液流量参数和返出钻井液的实时流量参数，其中，所述实时流量参数包括：钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度；

根据所述泵入钻井液流量参数和返出钻井液的流量参数确定泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值；

根据所述泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值确定实时井下状态。

同时，本发明还提供了一种确定井下状态的装置，所述井下状态包括：溢流状态、漏失状态及不溢不漏状态，所述的装置包括：

采集模块，用于采集泵入钻井液流量参数和返出钻井液的实时流量参数，其中，所述实时流量参数包括：钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度；

变化值确定模块，用于根据所述泵入钻井液流量参数和返出钻井液的流量参数确定泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值；

状态确定模块，用于根据所述泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值确定实时井下状态。

同时，本发明还提供了一种井下状态控制方法，所述井下状态包括：溢流状态、漏失状态及不溢不漏状态，所述的方法包括：

采集泵入钻井液流量参数和返出钻井液的实时流量参数，其中，所述实时流量参数包括：钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度；

根据所述泵入钻井液流量参数和返出钻井液的流量参数确定泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值；

根据所述泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值确定实时井下状态；

根据确定的实时井下状态调整井下节流阀开度实时控制井下保持不溢不漏的状态。

同时，本发明还提供了一种井下状态控制装置，所述井下状态包括：溢流状态、漏失状态及不溢不漏状态，所述的装置包括：

采集模块，用于采集泵入钻井液流量参数和返出钻井液的实时流量参数，其中，所述实时流量参数包括：钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度；

变化值确定模块，用于根据所述泵入钻井液流量参数和返出钻井液的流量参数确定泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值；

状态确定模块，用于根据所述泵入钻井液与返出钻井液的瞬时质量、瞬时体积流量及密度变化值确定实时井下状态；