[发明专利]一种油气井井下多点压力测量溢流监测方法

权利要求书

1.一种油气井井下多点压力溢流监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、收集相应的钻井参数，再将压力测量短节等距安装在钻具上，并将信息传输系统与MWD系统连接随钻下入井下；

步骤2、利用井口泵入钻井液流量与相邻两个压力传感器位置，以及钻井参数，并结合流量压差关系，计算得到井口泵入钻井液流量下两个相邻压力传感器之间的计算压差；

步骤3、循环流体通过钻具内部泵入，经钻头后沿井筒环空返回，流经井下压力测量短节，井下压力传感器实时测量井下环空循环流体压力，压力传感器测量信息经传输系统初步处理后，通过MWD系统将实时测量数据传输至地面系统，对测量压力信息处理分析后，得到两个相邻传感器之间的测量压差；

步骤4、通过两个相邻压力测量短节的实时测量压差与计算压差比较，实现井下溢流快速判断，当测量压差等于计算压差时，则继续钻井；当测量压差小于计算压差时，井下发生溢流，系统发出警报，并结合压力测量短节位置与录井信息，确定井下溢流发生位置，并为采取合理的井控措施提供科学依据；

所述步骤2中计算压差的具体计算过程为：

步骤21、先确定井下压力测量短节所在位置井型；

步骤22、再根据确定的井型以及钻井参数、相应井型的流量与压差关系式分别计算垂直井段、倾斜井段、水平井段的环空循环流体压差；

其中垂直井段流量与压差关系式为：

其中：δ可由下式求解；

δ＝r₃-r₂

其中：r₂、r₃可以通过下面两个式子求解；

其中：可由下式求解；

式中：ΔP—压力测量短节之间压降，MPa；Q—环空循环流体流量，m³/min；L—两个压力传感器之间距离，m；η_P—环空流体粘度，mPa·s；δ—流核尺寸，m；D₀—井筒直径，m；D₁—钻具外径，m；ρ—循环流体密度kg/m³；r₂—内速度梯度区边界，m；r₃—外速度梯度区边界，m；—环空循环流体平均速度，m/s；

倾斜井段流量与压差关系式为：

其中：h₁可由下式计算得到

其中：δ可由下式求解；

δ＝r₃-r₂

其中：r₂、r₃可以通过下面两个式子求解；

式中：ΔP—压力测量短节之间压降，MPa；Q—环空循环流体流量，m³/min；L—两个压力传感器之间距离，m；η_P—环空流体粘度，mPa·s；δ—流核尺寸，m；D₀—井筒直径，m；D₁—钻具外径，m；h₁—两个压力传感器之间垂直高度，m；α_i—第i段第一个压力测点井斜角，°；α_i+1—第i段第二个压力测点井斜角，°；ρ—循环流体密度kg/m³；r₂—内速度梯度区边界，m；r₃—外速度梯度区边界，m；

水平井段流量与压差关系式为：

其中：δ可由下式求解；

δ＝r₃-r₂

其中：r₂、r₃可以通过以下两式求解；

式中：ΔP—压力测量短节之间压降，MPa；Q—环空循环流体流量，m³/min；L—两个压力传感器之间距离，m；η_P—环空流体粘度，mPa·s；δ—流核尺寸，m；D₀—井筒直径，m；D₁—钻具外径，m；ρ—循环流体密度kg/m³；

步骤23、通过测量井口泵入钻井液流量结合步骤22中流量压差关系，得到两个相邻压力测量短接之间的计算压差。

2.根据权利要求1所述的一种油气井井下多点压力溢流监测方法，其特征在于，所述步骤1中所述钻井参数包括井口泵入钻井液流量、压力传感器之间压降、环空循环流体流量、环空流体粘度、流核尺寸、井筒直径、钻具外径、循环流体密度、环空循环流体平均速度。