[发明专利]一种基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现装置

摘要

本发明属于气侵监测技术领域，涉及一种基于电阻抗测量的油气钻井气侵早期发现装置，主体结构包括空心管、通孔、棱柱、倒角、凹槽、测量电路板、导线、电极、盖板、电极紧固件、绝缘密封层、走线孔和螺钉，利用电阻抗测量和成像的方法，基于钻井液与气体之间电阻抗的巨大差异实现气侵的判别，通过周向均布的多组电极获得井筒周向上不同位置处的气体含量，适用于气体在周向上分布不均的情况，提高了测量的可靠性；其结构简单，测量原理科学合理，操作便利，实用性好，使用环境友好，通用性强，能够更加准确、及时和可靠地发现气侵，利用MWD设备就能实现气侵的早期监测和发现，具有监测成本低和适用性强的有益效果，易于推广使用。

主权项

一种气侵早期监测方法，其特征在于采用气侵早期监测装置实施，在井下钻杆上按照设定的间距分别装设下部压力测量器和短距离无线信号发射器与上部压力测量器和井下信号发射器，下部压力测量器与上部压力测量器分别测量所处位置的环空流体压力，短距离无线信号发射器将下部压力测量器所处位置的环空流体压力发射给上部压力测量器，上部压力测量器计算下部压力测量器与上部压力测量器所处位置之间的环空流体压力的压力差和密度，上部压力测量器能够根据密度判断井下是否发生气侵并通过井下信号发射器将判断结果发送给地面控制中心供操作人员及时作出应对措施；上部压力测量器也能够直接通过井下信号发射器将压力差和密度发送给地面控制中心，地面控制中心根据密度判断井下是否发生气侵供操作人员及时作出应对措施；在监测过程中，气侵发生时，井下环空流体受到直接影响后密度发生变化；在井下钻杆上相隔距离h处装设的下部压力测量器与上部压力测量器分别测量的所处位置的环空流体压力为P下与P上，根据公式：(P上‑P下)/(h×g)计算得出下部压力测量器与上部压力测量器所处位置之间的环空流体密度，式中g为重力加速度；当计算的环空流体密度在根据操作工况确定的波动范围内时，表明井下没有发生气侵，当计算的环空流体密度不在根据操作工况确定的波动范围内时，表明井下发生气侵。