[发明专利]录井作业用溢流与井漏的智能监测方法和系统

说明书

本发明提供了一种录井作业用溢流与井漏的智能监测方法和系统，所述智能监测方法包括识别钻具运动状态，获取溢流与井漏监测参数；下钻时，对比钻具静止的观测时间是否大于时间上限的大小，出口流量是否不为0，若是，则生成报警信息；每间隔X柱钻具，就判断一次起/下钻判断指数与钻进液正常损耗量之差是否大于0、起/下钻判断指数与钻进液正常损耗量之和是否小于0，若是，则生成报警信息；同时，每间隔Y柱钻具下行/上行，就判断一次钻井液体积变化速度是否大于变化速度上限值，若是，则生成报警信息。本发明具有远程监测、及时准确、智能化的特点，实现了录井起下钻过程中溢流和井漏的远程监测、及时准确地监测、无人值守智能监测。

技术领域

本发明涉及钻井监控技术领域，具体来讲，涉及一种录井作业用溢流与井漏的智能监测方法和一种录井作业用溢流与井漏的智能监测系统。

背景技术

录井作业现场在起下钻过程中，通过对钻井液溢出、漏失量的监测及出口流量的判断，及时发现异常，避免地层空隙压力失控导致井漏、溢流、井涌等情况的发生，是一种常用且及时有效的一次井控安全监测方法。

目前井控安全监测方式有两种，分为人工监测和智能监测。其中，人工监测是指工作人员在循环罐上坐岗，观察池体积标尺变化及缓冲罐流量变化，并做好记录。人工坐岗监测溢流量的方式虽然能准确判断，但相对有些滞后，因此出现了一些智能监测方法，例如钻井起下钻作业时进行溢流漏失预警趋势的分析方法等，采用自动读取钻井液池体积，设置1.0m³门限预警，根据钻具柱数变化，进行趋势计算。但这种方式对仪器精度的物理处理方式要求较高。

现有技术中，录井作业现场关于溢流和井漏的监测方法存在的主要问题包括：

(1)常规依靠人工跟踪的方式监测钻井液溢漏量等异常状态，辅助采用阈值报警，这十分容易造成人工疲劳，而且容易产生人工测量误差。比如钻井液池由于钻井液泵搅拌导致液面大幅波动，这不仅导致钻井液罐液量不方便测量，且不同的人测量也会产生很大的差别，无法获取较为精准的测量结果；

(2)起下钻过程对人工校验的依赖尤为明显，缺乏智能辅助判断手段；

(3)采用简易单一参数自动化异常预警方式，这不仅容易产生误报，而且预警方式以单井预警为主，其建立的预警模型不能普遍应用于其他单井；

(4)出口流量的监测通常采用的靶式出口流量计或超声波传感器，靶式出口流量计是根据出口钻井液的冲击导致靶体形成的倾斜度得出的百分比，在实际使用中，会由于工作人员的维护频率及流量计自身状态的不同导致其可靠性下降；而超声波传感器也会由于调整海底阀造成频繁巨幅波动，出现测量值可靠性下降的情形。

大量学者针对上述问题做了大量的研究工作，也获得了一些阶段性结果，但多少都是针对选择的监测对象和监测设备获得监测参数，形成了十分复杂的算法，来帮助识别井漏量和溢流量，并没有形成新的补充识别手段。

例如，于2010年06月29日公开的名称为一种针对钻井溢流与井漏的智能监控方法、公开号为CN 101725327 A的专利文献记载了一种针对钻井溢流与井漏的智能监控方法，该方法在已有硬件设备的基础上，综合利用现场的多个传感器信息，模仿专家的经验提出合理的溢流与井漏等事故判断和报警控制的规则，并通过计算机实现自动监测与报警控制。于2019年05月03日公开的名称为一种在钻井起钻作业时及在钻井下钻作业时进行溢流漏失预警趋势分析的方法、公开号为CN 109707368 A的专利文献记载了一种根据泥浆变化量来分析溢流漏失趋势的新方法，即一方面通过全面审视钻井施工过程的相关影响因素，另一方面应用先进的计算机技术和智能算法，并运用独创的模糊数学处理方法和趋势分析算法，可以在新近获取每柱钻杆的灌浆量或排液量后，对钻井起下钻时的泥浆溢流漏失趋势进行快速识别，打破原有认知局限性，解决了当前溢流监测预警所存在的计算复杂、慢和不及时等问题。

发明内容