[发明专利]一种储层气体钻井安全监测系统

权利要求书

1.一种储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，所述储层气体钻井安全监测系统设置有：

安全监测参数的采集与传输模块，用于监控参数采集和监控参数的传输；监控参数采集用于地层岩性参数采集、注入参数采集、返出参数采集和地面装备与人员安全参数采集；

安全监测参数的采集与传输模块与监测数据的整合共享模块连接，监测数据的整合共享包括单个服务器的数据存储、主服务器监测数据整合和监测数据共享；

监测数据的整合共享模块与安全监测系统连接，安全监测系统用于监测数据显示、安全风险分析与报警、阈值比较报警机制和规则推理报警机制。

2.如权利要求1所述储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，所述储层气体钻井安全监测系统进一步设置有：

地层岩性参数采集模块，用于确定返出岩屑迟到井深和确定返出岩屑岩性，迟到井深确定用于判定钻进段地层岩性。

3.如权利要求1所述储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，所述储层气体钻井安全监测系统进一步设置有：

注入参数采集模块，用于采集注入气体流量、气体压力、气体温度与氧气浓度数据；

返出参数采集模块，用于采集返出气体组分与浓度、气体湿度、气体流量、气体压力、气体温度数据；

地面装备与人员安全参数采集模块，用于采集地面有毒和有害气体浓度、地面管线壁厚与井场关键位置图像数据。

4.如权利要求2所述储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，地层岩性参数采集模块确定返出岩屑迟到井深和确定返出岩屑岩性中，迟到时间即岩屑在整个环空段运移所消耗的时间，由下式计算，将当前时间减去迟到时间后所得时间所对应的钻进井深即为返出岩屑所对应的实际迟到井深；

式中，t_l为迟到时间，s；Vh为井筒轴向网格间隔，m；ν_si为i网格内岩屑的运移速度确定，m/s；n为井筒轴向网格数。

5.如权利要求1所述储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，所述储层气体钻井安全监测系统进一步设置有：

监测参数的传输模块，用于各个传感器或监测设备将采集数据以电流或电压形式输出，将传感器的输出量形式统一为电压形式后通过A/D转换器将多个模拟信号转换为一组计算机能够识别的数字信号；

主服务器监测数据整合模块，用于通过以太网协议建立局域网各计算机间多种模式通信；

安全风险分析与报警模块，用于将实时数据直接与安全阈值比较，若超过安全范围直接启动报警程序；为将多组数据与事先录入的经验规则比较，若符合判定条件，则输出判定结果与对应的处理措施，同时启动报警程序；

阈值比较报警机制模块，若实时监测参数超过设定的阈值范围，则报警程序激活；

规则推理报警机制模块，采用专家系统模式，将专家的经验知识以规则判定方式录入计算机中形成知识库，运用人工智能推理模拟人类专家解决问题。

6.如权利要求1所述储层气体钻井安全监测系统，其特征在于，

监测数据的整合共享模块还用于建立数据整合共享平台，由各个数据服务器、监控终端与局域网体系组成；

安全监测系统，显示监测数据与报警已发生的钻井安全风险，并给出初步的判断结果，辅助钻井技术人员认识、判定井下钻井状态。

7.一种搭载权利要求1-6任意一项所述储层气体钻井安全监测系统的计算机控制终端。

8.一种如权利要求1-6任意一项所述储层气体钻井安全监测系统的储层气体钻井安全监测方法，其特征在于，所述储层气体钻井安全监测方法包括：

分析储层气体钻进过程中出现的七种安全风险类型，分析各风险发生原因、风险表征参数和风险后果；

建立各类型安全风险相关的钻井安全监测基本模型，得出井筒与地层的流场分布、产气对储层井壁稳定的影响、产出水在井筒中的流动形态、边喷边钻时井下燃爆控制方法与储层毒害气体浓度的随钻确定方法；

基于各类型安全风险的响应特征，建立风险的监测识别方法，构建储层气体钻井安全监测系统。