一种钻井液出口流量异常的监测方法及装置与流程

本发明涉及石油天然气，具体地说，涉及一种钻井液出口流量异常的监测方法及装置。

背景技术：

1、钻井过程中，如果对井漏、井涌等复杂情况的发生处理不及时，则会酿成严重的事故。尤其是在天然气井中，如果处理的方法和措施不当，极易引起井喷失控着火、井场爆炸及井场下陷等灾难性事故。为了预防井喷，钻井过程中的井控工作中，应该及早发现溢流、井漏等征兆并及时处理，这也是井控技术的关键环节。钻井液出口流量是判断钻井现场井涌溢流及井漏的关键参数，对钻井液流量参数进行实时动态监测，便能及时发现溢流、井漏等异常现象，及时预警，以便安全、高效地完成钻井工作。

2、由于条件限制，目前陆地钻井现场绝大多数是使用靶式流量计或超声波液位传感器来测量钻井液出口流量，两种仪器测得的钻井液出口流量只是相对流量，其单位是％。靶式流量计是钻井现场应用最多流量传感器，具有结构简单、价格最低廉、能够长期使用的优点，主要测量钻井液的相对变化量，长期使用后，靶板会因挂上泥饼而活动范围缩小。

3、随着井控技术的发展，越来越要求现场能精确测量出钻井液的出口流量，以便及早预报井漏、井涌和井喷等事故的发生。

4、针对现有技术的问题，本发明提供了一种钻井液出口流量异常的监测方法及装置。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的问题，本发明提供了一种钻井液出口流量异常的监测方法，所述方法包含以下步骤：

2、s1、实时监测得到钻井液入口流量数据以及钻井液出口流量数据；

3、s2、基于所述钻井液出口流量数据，判断当前的监测周期内是否发生溢流或井漏情况；

4、s3、当发生溢流或井漏情况时，基于所述钻井液入口流量数据以及所述钻井液出口流量数据，计算得到井眼内多返出量或少返出量。

5、根据本发明的一个实施例，所述步骤s1中包含以下步骤：

6、使用泵冲传感器监测钻井液泵的活塞或柱塞的泵冲数，来监测和计算得到所述钻井液入口流量数据；

7、使用靶式流量计或超声波液位传感器来测量得到所述钻井液出口流量数据。

8、根据本发明的一个实施例，所述步骤s2中包含以下步骤：

9、确定开始钻进时间；

10、基于所述开始钻进时间、所述监测周期以及有效数据时间范围，确定流量异常监测模型；

11、基于所述钻井液出口流量数据，通过所述流量异常监测模型，计算得到溢流或井漏情况判断结果。

12、根据本发明的一个实施例，所述开始钻进时间包含但不限于：下钻、循环、停待、划眼、设备维修作业完成后开始钻进的时间。

13、根据本发明的一个实施例，设定当前时刻前的特定时间段作为所述有效数据时间范围。

14、根据本发明的一个实施例，所述步骤s2中包含以下步骤：

15、基于所述开始钻进时间以及当前时刻，计算得到已钻进时间；

16、若所述已钻进时间大于第一预设时间，且小于一个所述监测周期，则选择第一流量异常监测模型；

17、若所述已钻进时间不小于一个所述监测周期，且小于一个所述有效数据时间范围，则选择第二流量异常监测模型；

18、若所述已钻进时间不小于一个所述有效数据时间范围，则选择第三流量异常监测模型。

19、根据本发明的一个实施例，所述第一流量异常监测模型包含：

20、

21、所述第二流量异常监测模型包含：

22、

23、所述第三流量异常监测模型包含：

24、

25、其中，δq表示累积量差，m3；t0表示开始钻进时间，s；t1表示当前时刻，s；t2＝t1-t；qi表示从t0开始计时第i秒的流量，m3/s；qj表示从t0开始计时第j秒的流量，m3/s；t1表示第一预设时间，s；t表示监测周期，s。

26、根据本发明的一个实施例，所述步骤s3中包含以下步骤：

27、依据所述钻井液入口流量数据，计算得到入口累积量差；

28、依据所述钻井液出口流量数据，计算得到出口累积量差；

29、基于所述入口累积量差以及所述出口累积量差，计算得到所述井眼内多返出量或少返出量。

30、根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。

31、根据本发明的另一个方面，还提供了一种钻井液出口流量异常的监测装置，执行如上任一项所述方法，所述装置包含：

32、实时监测模块，其用于实时监测得到钻井液入口流量数据以及钻井液出口流量数据；

33、异常判断模块，其用于基于所述钻井液出口流量数据，判断当前的监测周期内是否发生溢流或井漏情况；

34、数据计算模块，其用于当发生溢流或井漏情况时，基于所述钻井液入口流量数据以及所述钻井液出口流量数据，计算得到井眼内多返出量或少返出量。

35、本发明提供的一种钻井液出口流量异常的监测方法及装置，具备以下优点：不需要改造或更换设备，利用现有流量检测设备就可以实时、准确监测钻井液出口流量变化幅度，还可以判断监测周期内是否发生溢流或井漏情况，以及在线测量井眼内多返出量或少返出量。

36、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述步骤s1中包含以下步骤：

3.如权利要求1所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述步骤s2中包含以下步骤：

4.如权利要求3所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述开始钻进时间包含但不限于：下钻、循环、停待、划眼、设备维修作业完成后开始钻进的时间。

5.如权利要求3所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，设定当前时刻前的特定时间段作为所述有效数据时间范围。

6.如权利要求3所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述步骤s2中包含以下步骤：

7.如权利要求6所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述第一流量异常监测模型包含：

8.如权利要求1所述的一种钻井液出口流量异常的监测方法，其特征在于，所述步骤s3中包含以下步骤：

9.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-8中任一项所述的方法步骤的一系列指令。

10.一种钻井液出口流量异常的监测装置，其特征在于，执行如权利要求1-8中任一项所述方法，所述装置包含：

技术总结
本发明提供一种钻井液出口流量异常的监测方法，其包含：实时监测得到钻井液入口流量数据以及钻井液出口流量数据；基于钻井液出口流量数据，判断当前的监测周期内是否发生溢流或井漏情况；当发生溢流或井漏情况时，基于钻井液入口流量数据以及钻井液出口流量数据，计算得到井眼内多返出量或少返出量。本发明不需要改造或更换设备，利用现有流量检测设备就可以实时、准确监测钻井液出口流量变化幅度，还可以判断监测周期内是否发生溢流或井漏情况，以及在线测量井眼内多返出量或少返出量。

技术研发人员：任茂,欧彪,严焱诚,王希勇,齐从丽,黄河淳
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15