[发明专利]基于随钻环空压力测量的井筒气侵早期监测方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于随钻环空压力测量的井筒气侵早期监测方法及装置，其特征在于：它包括一设置在井筒内的钻柱，钻柱底部连接随钻环空压力测量装置和钻头，随钻环空压力测量装置包括环空压力传感器、环空温度传感器、信号监测电路、数据存储电路、电池和数据连接器，随钻环空压力测量装置的顶部连接一随钻测量装置，该装置包括信号接收模块和脉冲发生器；钻柱上部设置有钻井液返出流量计，井口一侧通过管道连接泥浆泵和泥浆循环池，泥浆泵上安装泥浆压力传感器，泥浆循环池内设置有泥浆液位计；钻井液返出流量计、泥浆压力传感器和泥浆液位计分别导线连接录井仪，录井仪内设置有滤波模块和测量信号模块，录井仪通过导线连接数据分析及报警模块。本发明可以应用于深水石油钻井作业中。

主权项

一种基于随钻环空压力测量的井筒气侵早期监测方法，包括以下步骤：1）在钻柱上设置一包括随钻环空压力测量装置、随钻测量装置、钻井液返出流量计、录井仪和数据分析及报警模块的监测装置，将泥浆循环池连接一泥浆泵，在泥浆泵上安装有一泥浆压力传感器；所述泥浆循环池内设置有一泥浆液位计；2）在监测现场，启动泥浆泵，使泥浆循环池、钻柱内环空及钻柱外内环空泥浆为流动状态，数据依次通过随钻环空压力测量装置、随钻测量装置的信号接收模块及脉冲发生器、录井仪和数据分析及报警模块；3）置于井筒内的环空压力传感器和环空温度传感器采集井筒内的数据，将采集数据通过信号监测电路记录在数据存储电路上，数据存储电路再通过数据连接器连接随钻测量装置；4）随钻测量装置将得到的数据，通过脉冲发生器发送到地面的录井仪内，录井仪同时采集通过钻井液返出流量计记录井筒内泥浆的反流量、井筒外的泥浆压力传感器和泥浆液位计等的数据；5）录井仪将采集的信息通过滤波模块进行滤波，再通过测量信号模块解码以还原井下测量信号，并通过数字和曲线的方式，将测量结果显示在屏幕上；6）录井仪按照模型进行分析判定，若发现在连续5分钟、6分钟时间段内，其时间长短根据钻井设计和储层流体情况确定，环空温度上升5℃以上；再结合环空压力随时间变化曲线，若发现环空压力在5分钟、6分钟时间段内不断下降，其压力下降值超过50psi以上，或发现海面泥浆循环池液面高度不断增长，则初步判断井筒将要发生气侵，应采取预警措施；7）通过录井仪密切监测泥浆压力传感器采集泥浆泵的泵压和泵冲数、泥浆循环池的泥浆液位计液位高度和钻井液返出流量计的返出量参数的变化值；8）若泥浆压力传感器监测的泵压降低和泵冲数增加、泥浆循环池的泥浆液位计的液位高度上升、钻井液返出流量计给出的流量增大、再结合脉冲发生器气测值的变化和录井仪dc指数的变化，录井仪按照模型进行分析判定，再将处理的数据通过输出端传给数据分析及报警模块，数据分析及报警模块将得到数据经分析确定报警，发送给井筒控制系统进行关井作业；9）按井控手册要求进行处理：在关井期间，观察录井仪中记录立压和套压的变化，如果立压和套压值迅速上升，超过允许的立压和套压值，井筒控制系统采取进行放喷点火的减压处理；10）根据关井压力确定压井液的密度，当压井液的密度升高时，井筒控制系统迅速组织实施压井作业。