[发明专利]一种随钻气侵检测装置及检测方法

说明书

本发明提供了一种随钻气侵检测装置和检测方法。装置包括本体、密封盖板、环空多相流体介电特性测量传感器、钻柱内多相流体介电特性测量传感器、数据采集存储分析模块、通信接头以及数据发射模块，环空多相流体介电特性测量传感器用于测量环空多相流体介电特性；钻柱内多相流体介电特性测量传感器用于测量钻柱内多相流体介电特性；数据采集存储分析模块用于判定是否存在气侵。方法包括测量环空多相流体介电特性；测量钻柱内多相流体介电特性；计算不同时刻下环空与钻柱内多相流体介电特性差异值；根据不同时刻下差异值变化情况判定是否存在气侵。本发明的装置和方法可直接测量钻井过程中的气侵情况，测量准确度高、发现气侵情况时间短。

技术领域

本发明属于石油勘探技术随钻测量技术领域，更具体地讲，涉及一种随钻气侵检测装置及检测方法，适用于油气田开发钻井过程总的气侵工况安全检测。

背景技术

钻井过程中常钻遇地层孔隙压力与坍塌压力相接近的窄泥浆密度窗口地层，而在窄泥浆密度窗口地层钻进时容易造成溢流、井涌等井下复杂事故。气侵事故一般随着时间的推移而逐步恶化，其发现时间直接影响事故的处理难度和处理效果。

目前气侵检测方法有泥浆池液面法、钻井液返出流量计法、声波气侵监测法和基于LWD、PWD气侵检测，不同的检测方法其特点亦不同。其中，泥浆池液面法简单常用，但其时间滞后较大，不利于及时发现事故，为后续处理工序提供的时间较少。其它方法受到测量精度限制，需要等气侵量达到一定程度才能被检测到。此外由于理论水平和技术水平限制，其可靠性有待进一步提高。特别是对于渗透性低的气藏，发生气侵时，单位时间内侵入的气体体积小，井底流压变化小，井底的压差变化不大，因此对于低渗透型的微量气侵难度大。

通过研究对比发现，现有的气侵检测方法和装置均需要等到气体侵入量超过某个范围时，才能被识别。由于气侵初期，气体在井底高压作用下，体积压缩或者溶于钻井液，体积变化不明显。因此基于体积变化、压力变化、流量变化、多相流界面等原理的气侵检测方法在时间方面均有一定的滞后。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种能够解决随钻气侵检测滞后，判断不准确的气侵检测装置。

为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种随钻气侵检测装置，所述检测装置可以包括本体、密封盖板、环空多相流体介电特性测量传感器、钻柱内多相流体介电特性测量传感器、数据采集存储分析模块、通信接头以及数据发射模块，其中，所述本体设置有沿轴向贯穿本体且能够使钻柱内多相流体流通的流体通道，在所述本体的表面开设有一面开口的电路仓，在所述电路仓与所述流体通道之间开设有钻柱内多相流体介电特性测量传感器安装孔；所述密封盖板设置在所述电路仓的开口处，用于密封电路仓，在所述密封盖板上开设有环空多相流体介电特性测量传感器安装孔；所述环空多相流体介电特性测量传感器设置在所述环空多相流体介电特性测量传感器安装孔内，用于测量环空多相流体介电特性；所述钻柱内多相流体介电特性测量传感器设置在所述钻柱内多相流体介电特性测量传感器安装孔内，用于测量钻柱内多相流体介电特性；所述数据采集存储分析模块设置在所述电路仓内，所述数据采集存储分析模块用于采集、存储所述环空多相流体介电特性和钻柱内多相流体介电特性，并比对在不同时刻下环空多相流体介电特性与钻柱内多相流体介电特性差异的变化情况，判定钻井过程中是否存在气侵；所述通信接头设置在所述本体内，所述通信接头用于接收所述数据采集存储分析模块判定是否存在气侵的判定结果并将判定结果传输至数据发射模块；所述数据发射模块设置在所述本体内，所述数据发射模块用于接收所述通信接头传输的判定结果并将判定结果发射至地面。

本发明的另一方面提供了一种随钻气侵检测方法，所述检测方法可以包括以下步骤：测量环空多相流体介电特性；测量钻柱内多相流体介电特性；计算不同时刻下环空多相流体介电特性与钻柱内多相流体介电特性差异值；根据不同时刻下差异值变化情况判定是否存在气侵。

与现有技术相比，本发明的有益效果可以包括以下中的至少一项：