1.利用隨鉆測(cè)量工具的壓力波信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣侵的方法,其特征在于:基于壓力波在純鉆井液中傳播速度遠(yuǎn)大于在氣侵鉆井液中傳播速度的原理,能夠在氣侵還處于井眼中下部、氣侵量還比較小時(shí)就被監(jiān)測(cè)到;隨鉆測(cè)量工具(MeasurementWhile Drilling,MWD)在傳遞井下數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的壓力脈沖波動(dòng)信號(hào)沿環(huán)空和鉆桿兩條路徑分別傳播到地面環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3),根據(jù)環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3)接收到井底MWD發(fā)射出的壓力脈沖波動(dòng)信號(hào)的時(shí)間差來(lái)判斷井眼環(huán)空是否發(fā)生氣侵,以及發(fā)生氣侵的嚴(yán)重程度,并確定是否通過(guò)報(bào)警器(7)發(fā)出預(yù)警和報(bào)警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用隨鉆測(cè)量工具的壓力波信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣侵的方法,其特征在于,所述井下信號(hào)發(fā)射器為利用壓力脈沖傳遞信號(hào)的MWD,MWD在傳遞井下數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的壓力脈沖波動(dòng)信號(hào)沿鉆柱內(nèi)和環(huán)空同時(shí)向地面?zhèn)鬟f;若經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6)計(jì)算出環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3)接收到井底MWD壓力波發(fā)生器(1)發(fā)射出的壓力波信號(hào)沒(méi)有足夠的時(shí)間差,表明井眼環(huán)空未發(fā)生氣侵,則報(bào)警器(7)不發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào);若數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6)計(jì)算出環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3)接收到井底MWD發(fā)生器(1)發(fā)射出的壓力波信號(hào)存在時(shí)間差并達(dá)到預(yù)先設(shè)定的警戒值,表明井眼環(huán)空已發(fā)生氣侵,則報(bào)警器(7)發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信號(hào),并提示現(xiàn)場(chǎng)人員采取井控措施,直到環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3)接收到井底MWD產(chǎn)生的壓力波信號(hào)的時(shí)間差低于警戒值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的利用隨鉆測(cè)量工具的壓力波信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣侵的方法,其特征在于,當(dāng)沒(méi)有發(fā)生氣侵時(shí),所述MWD壓力波發(fā)生器(1)在傳遞井下數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的壓力脈沖波動(dòng)信號(hào)在鉆柱內(nèi)和環(huán)空中的傳播速度基本一致,所以通過(guò)數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6)計(jì)算的時(shí)間差Δt≈0;當(dāng)井眼環(huán)空發(fā)生氣侵后,壓力波在鉆柱內(nèi)純鉆井液中的傳播時(shí)間基本不變,設(shè)為t1;而壓力波在環(huán)空內(nèi)氣液兩相流中的傳播速度減小,傳播時(shí)間增大,設(shè)為t2;那么從兩條路徑分別傳播到井口傳感器的時(shí)間差Δt=t2-t1>0。將Δt與預(yù)先設(shè)定的警戒值ΔT相比較,當(dāng)Δt≥ΔT時(shí),表明井眼環(huán)空已發(fā)生比較嚴(yán)重的氣侵,需要通過(guò)報(bào)警器(7)發(fā)出報(bào)警信號(hào);當(dāng)Δt<ΔT時(shí),表明井眼環(huán)空未發(fā)生氣侵或者氣侵不嚴(yán)重,暫不需要采取井控措施,但數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需繼續(xù)保持對(duì)氣侵的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的利用隨鉆測(cè)量工具的壓力波信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣侵的方法,其特征在于所述利用隨鉆測(cè)量工具實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油氣鉆井環(huán)空氣侵的主體裝置包括壓力波信號(hào)發(fā)生器MWD(1)、環(huán)空壓力傳感器(2)、立管壓力傳感器(3)、濾波處理器(4)、弱信號(hào)放大器(5)、數(shù)據(jù)處理及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(6)、報(bào)警器(7);壓力波信號(hào)傳遞過(guò)程中受到鉆井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的影響,信號(hào)衰減大、清晰度低,因此需要對(duì)環(huán)空壓力傳感器(2)和立管壓力傳感器(3)接收到的壓力波信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理。所述濾波處理器(4)結(jié)合算數(shù)平均值濾波和中值濾波技術(shù),前者能夠抑制周期性干擾和隨機(jī)干擾,后者對(duì)壓力波脈沖噪聲有較好的過(guò)濾作用,兩者相結(jié)合能達(dá)到很好的濾波效果;所述弱信號(hào)放大處理器(5)采用差動(dòng)放大電路和編程增益放大的方式,差動(dòng)放大電路可避免壓力波接收傳感器受到較為嚴(yán)重的干擾壓力波信號(hào)甚至可以避免一模一樣的共模的干擾壓力波信號(hào),十分適用于對(duì)壓力波信號(hào)進(jìn)行放大處理。采用壓力波信號(hào)增益放大處理,編程能夠?qū)崿F(xiàn)較為廣泛的增益線(xiàn)性調(diào)節(jié)。