一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣鉆井鉆遇地層發(fā)生漏噴轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于鉆遇多壓 力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 增加油氣產(chǎn)量，高效、安全地進(jìn)行油氣資源勘探開發(fā)一直都是石油工業(yè)面臨的巨 大挑戰(zhàn)。隨著油氣資源勘探開發(fā)的不斷深人，以大規(guī)模低品位油氣資源和復(fù)雜地層為主的 難動(dòng)用油氣資源逐漸成為油氣勘探開發(fā)的重點(diǎn)，鉆井的難度也越來越大。特別是鉆井過程 中鉆遇地層壓力變化不規(guī)則，低高壓層交替的多壓力系統(tǒng)地層時(shí)，受井身結(jié)構(gòu)的限制，無法 把各個(gè)過渡帶分割開來，因而在鉆進(jìn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)溢流、漏失或兩者同時(shí)發(fā)生的漏噴同 存的復(fù)雜井下狀況。特別是直井鉆遇多壓力系統(tǒng)地層時(shí)，由于鉆入裂縫、孔洞發(fā)育的地層； 液柱壓力大于地層破裂壓力將地層壓裂；下鉆速度過快，引起壓力激動(dòng)；鉆入異常低壓地 層等都可能引起井漏。井漏使井筒內(nèi)鉆井液液面下降，這必將導(dǎo)致作用在高壓層位上的有 效液柱壓力下降，當(dāng)有效液柱壓力小于某個(gè)高壓層位的地層壓力時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致該高壓層 流體進(jìn)入井筒。這種由于鉆井液漏失而導(dǎo)致高壓地層流體進(jìn)入井筒的現(xiàn)象稱為漏噴轉(zhuǎn)換。 其對(duì)應(yīng)的鉆井液液面為漏噴轉(zhuǎn)換液面。準(zhǔn)確得知漏噴轉(zhuǎn)換對(duì)了解井下工況具有重要意義： 未發(fā)生漏噴轉(zhuǎn)換前井下只發(fā)生井漏，應(yīng)及時(shí)堵漏措施；發(fā)生漏噴轉(zhuǎn)換后井下是既有漏失又 有溢流的噴漏同存狀況，這就要求堵漏的同時(shí)做好壓井措施。然而，目前技術(shù)并不能準(zhǔn)確得 知何時(shí)發(fā)生漏噴轉(zhuǎn)換，這造成井控困難、地層損害、延長鉆井周期、增加鉆井成本。
[0003] 目前，對(duì)于直井鉆遇多壓力系統(tǒng)地層發(fā)生井漏的情況，特別是嚴(yán)重漏失，井筒內(nèi)鉆 井液液面快速下降，可能很快下降到漏噴轉(zhuǎn)換液面以下，此時(shí)井筒內(nèi)漏失與溢流共存，然 而，現(xiàn)場按照只發(fā)生井漏處理：發(fā)生漏失量大于5立方米/小時(shí)的漏失特別是嚴(yán)重漏失，應(yīng) 立即組織強(qiáng)行起鉆，大排量連續(xù)灌鉆井液，起出后根據(jù)井漏情況制定堵漏措施。這樣只能達(dá) 到堵漏效果，溢流層流體不斷進(jìn)入井筒，造成井涌甚至井噴等惡性事故，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種易于實(shí)現(xiàn)、可靠度高和能快速 準(zhǔn)確得知漏噴轉(zhuǎn)換發(fā)生的鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)及其方法。
[0005] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換 報(bào)警系統(tǒng)，它包括液面探測儀、電鍵、電源、計(jì)算機(jī)和報(bào)警器主機(jī)，所述的報(bào)警器主機(jī)、電鍵 和電源之間串聯(lián)構(gòu)成閉合回路，所述的報(bào)警器主機(jī)分別與液面探測儀和計(jì)算機(jī)電連接。
[0006] 所述的計(jì)算機(jī)上安裝有漏噴轉(zhuǎn)換計(jì)算軟件。
[0007] 所述的液面探測儀安裝在井口可以實(shí)時(shí)測得井筒內(nèi)液面的位置，并實(shí)時(shí)反饋給報(bào) 警器主機(jī)。
[0008] 一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)的方法，它包括以下步驟：
[0009] S1、將報(bào)警器主機(jī)、電鍵、電源串聯(lián)構(gòu)成閉合回路；
[0010] S2、運(yùn)行安裝在計(jì)算機(jī)上的漏噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算軟件，輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后直接計(jì)算出 漏噴轉(zhuǎn)換液面，通過液面信號(hào)線將此液面值反饋給報(bào)警器主機(jī)，作為報(bào)警器主機(jī)的報(bào)警 線；
[0011] S3、將液面探測儀安裝在井口可實(shí)時(shí)測得井筒內(nèi)液面的位置，并通過液面信號(hào)線 將此液面值實(shí)時(shí)反饋給報(bào)警器主機(jī)；
[0012] S4、經(jīng)過報(bào)警器主機(jī)處理后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)井筒內(nèi)液面高度低于報(bào)警線時(shí)，報(bào)警器主機(jī)發(fā) 出聲音報(bào)警，告知技術(shù)人員井下已出現(xiàn)漏失和溢流同存的狀況，應(yīng)在做好堵漏的同時(shí)采取 相應(yīng)措施壓井。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1、本發(fā)明在直井鉆遇多壓力系統(tǒng)地層發(fā)生井漏時(shí)，能將井內(nèi)液面位置實(shí)時(shí)反饋給 報(bào)警器主機(jī)，發(fā)生漏噴轉(zhuǎn)換時(shí)報(bào)警及時(shí)準(zhǔn)確，具有降低井下風(fēng)險(xiǎn)的作用，且本發(fā)明易于實(shí) 現(xiàn)、可靠度高、施工方便。
[0015] 2、本發(fā)明的計(jì)算機(jī)上安裝有漏噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算軟件，避免了很多繁瑣的人工計(jì) 算，且準(zhǔn)確度高，方便快速。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換示意圖；
[0018] 圖中，1-液面探測儀，2-電鍵，3-電源，4-計(jì)算機(jī)，5-報(bào)警器主機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述：
[0020] 如圖1所示，一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)，它包括液面探測 儀1、電鍵2、電源3、計(jì)算機(jī)4和報(bào)警器主機(jī)5,所述的報(bào)警器主機(jī)5、電鍵2和電源3之間串 聯(lián)構(gòu)成閉合回路，所述的報(bào)警器主機(jī)5分別與液面探測儀1和計(jì)算機(jī)4電連接。
[0021] 在本實(shí)施例中，所述的計(jì)算機(jī)4上安裝有漏噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算軟件，在輸入基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)后直接計(jì)算出漏噴轉(zhuǎn)換液面，通過液面信號(hào)線將此液面值反饋給報(bào)警器主機(jī)5,并作為報(bào) 警器主機(jī)的報(bào)警線，液面探測儀1安裝在井口可以實(shí)時(shí)測得井筒內(nèi)液面的位置，并實(shí)時(shí)反 饋給報(bào)警器主機(jī)5,經(jīng)過報(bào)警器主機(jī)5處理后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)井筒內(nèi)液面高度低于報(bào)警線時(shí)，報(bào)警 器主機(jī)5發(fā)出聲音報(bào)警，告知技術(shù)人員井下已出現(xiàn)漏失和溢流同存的狀況，應(yīng)在堵漏的同 時(shí)注意壓井。
[0022] 在本實(shí)施例中，如圖2所示，對(duì)噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算方法和編寫的計(jì)算軟件作進(jìn)一步 的說明：針對(duì)直井鉆遇多壓力系統(tǒng)地層發(fā)生井漏的情況，井漏使井筒內(nèi)鉆井液液面下降，這 將導(dǎo)致作用在高壓層位上的有效液柱壓力下降，當(dāng)有效液柱壓力小于某個(gè)高壓層位的地層 壓力時(shí)，必然會(huì)導(dǎo)致該高壓層流體進(jìn)入井筒。這種由于鉆井液漏失而導(dǎo)致高壓地層流體進(jìn) 入井筒的現(xiàn)象稱為漏噴轉(zhuǎn)換，其對(duì)應(yīng)的鉆井液液面為漏噴轉(zhuǎn)換液面，其到井口的高差記為 L(單位：m)。多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換示意圖如圖2所示，其中高壓地層一和高壓地層二 是多個(gè)高壓地層中的兩個(gè)代表。將液面下降到某高壓層即將發(fā)生溢流時(shí)所對(duì)應(yīng)鉆井液液面 稱為該高壓層的溢流臨界液面，其到井口的高差記為Y i (單位：m)。
[0023] 在液面下降過程中，對(duì)于某有可動(dòng)流體的高壓層位i其溢流液面Yi,井口套壓、液 柱壓力與地層壓力之間的關(guān)系方程：
[0024] Pa+0. 0098 P ^i= Pi (1)
[0025] Yi=Hi-Iii (2)
[0026] 聯(lián)合（1)、⑵可得：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：它包括液面探測儀 (1)、電鍵（2)、電源（3)、計(jì)算機(jī)（4)和報(bào)警器主機(jī)（5)，所述的報(bào)警器主機(jī)（5)、電鍵（2)和 電源（3)之間串聯(lián)構(gòu)成閉合回路，所述的報(bào)警器主機(jī)（5)分別與液面探測儀（1)和計(jì)算機(jī) (4) 電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)，其特征在 于：所述的計(jì)算機(jī)（4)上安裝有漏噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算軟件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)，其特征在 于：所述的液面探測儀（1)安裝在井口可以實(shí)時(shí)測得井筒內(nèi)液面的位置，并實(shí)時(shí)反饋給報(bào) 警器主機(jī)（5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任意一項(xiàng)所述的一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系 統(tǒng)的方法，其特征在于：它包括以下步驟： 51、 將報(bào)警器主機(jī)（5)、電鍵（2)、電源（3)串聯(lián)構(gòu)成閉合回路； 52、 運(yùn)行安裝在計(jì)算機(jī)（4)上的漏噴轉(zhuǎn)換液面計(jì)算軟件，輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后直接計(jì)算出漏 噴轉(zhuǎn)換液面，通過液面信號(hào)線將此液面值反饋給報(bào)警器主機(jī)（5)，作為報(bào)警器主機(jī)（5)的報(bào) 警線； 53、 將液面探測儀（1)安裝在井口可實(shí)時(shí)測得井筒內(nèi)液面的位置，并通過液面信號(hào)線將 此液面值實(shí)時(shí)反饋給報(bào)警器主機(jī)（5); 54、 經(jīng)過報(bào)警器主機(jī)（5)處理后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)井筒內(nèi)液面高度低于報(bào)警線時(shí)，報(bào)警器主機(jī) (5) 發(fā)出聲音報(bào)警，告知技術(shù)人員井下已出現(xiàn)漏失和溢流同存的狀況，應(yīng)在做好堵漏的同時(shí) 采取相應(yīng)措施壓井。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)及其方法，它包括液面探測儀（1）、電鍵（2）、電源（3）、計(jì)算機(jī)（4）和報(bào)警器主機(jī)（5），所述的報(bào)警器主機(jī)（5）、電鍵（2）、電源（3）串聯(lián)構(gòu)成閉合回路，報(bào)警器主機(jī)（5）分別與液面探測儀（1）和計(jì)算機(jī)（4）電連接，所述的計(jì)算機(jī)（4）上安裝有漏噴轉(zhuǎn)換計(jì)算軟件，在輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)后直接計(jì)算出漏噴轉(zhuǎn)換液面，并通過液面信號(hào)線將此液面值反饋給報(bào)警器主機(jī)（5），并作為報(bào)警器主機(jī)的報(bào)警線，本發(fā)明還公開了用于鉆遇多壓力系統(tǒng)地層漏噴轉(zhuǎn)換報(bào)警系統(tǒng)的報(bào)警方法。本發(fā)明的有益效果是：易于實(shí)現(xiàn)、可靠度高、施工方便，漏噴轉(zhuǎn)換液面的計(jì)算準(zhǔn)確度高，方便快速。
【IPC分類】E21B47-047, E21B47-10
【公開號(hào)】CN104747172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510136754
【發(fā)明人】張 杰, 陳雪峰, 張珍, 李枝林
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日