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专利号: 2018114676982
申请人: 西南石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种油气井井下多点压力溢流监测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、收集相应的钻井参数,再将压力测量短节等距安装在钻具上,并将信息传输系统与MWD系统连接随钻下入井下;

步骤2、利用井口泵入钻井液流量与相邻两个压力传感器位置,以及钻井参数,并结合流量压差关系,计算得到井口泵入流量下两个相邻压力传感器之间的计算压差;

步骤3、循环流体通过钻具内部泵入,经钻头后沿井筒环空返回,流经井下压力测量短节,井下压力传感器实时测量井下环空循环流体压力,压力传感器测量信息经传输系统初步处理后,通过MWD系统将实时测量数据传输至地面系统,对测量压力信息处理分析后,得到两个相邻传感器之间的测量压差;

步骤4、通过两个相邻压力测量短节的实时测量压差与计算压差比较,实现井下溢流快速判断,当测量压差等于计算压差时,则继续钻井;当测量压差小于计算压差时,井下发生溢流,系统发出警报,并结合压力测量短节位置与录井信息,确定井下溢流发生位置,并为采取合理的井控措施提供科学依据。

2.根据权利要求1所述的一种油气井井下多点压力溢流监测方法,其特征在于,所述步骤2中计算压差的具体计算过程为:步骤21、先确定井下压力测量短节所在位置井型;

步骤22、再根据确定的井型以及钻井参数、相应井型的流量与压差关系式分别计算垂直井段、倾斜井段、水平井段的环空循环流体压差;

其中垂直井段流量与压差关系式为:

其中:δ可由下式求解;

δ=r3-r2

其中:r2、r3可以通过下面两个式子求解;

其中:可由下式求解;

式中:ΔP—压力测量短节之间压降,MPa;Q—环空循环流体流量,m3/min;L—两个压力传感器之间距离,m;ηP—环空流体粘度,mPa·s;δ—流核尺寸,m;D0—井筒直径,m;D1—钻具外径,m;ρ—循环流体密度kg/m3;r2—内速度梯度区边界,m;r3—外速度梯度区边界,m;—环空循环流体平均速度,m/s;

倾斜井段流量与压差关系式为:

其中:h1可由下式计算得到

其中:δ可由下式求解;

δ=r3-r2

其中:r2、r3可以通过下面两个式子求解;

式中:ΔP—压力测量短节之间压降,MPa;Q—环空循环流体流量,m3/min;L—两个压力传感器之间距离,m;ηP—环空流体粘度,mPa·s;δ—流核尺寸,m;D0—井筒直径,m;D1—钻具外径,m;h1—两个压力传感器之间垂直高度,m;αi—第i段第一个压力测点井斜角,°;αi+1—第i段第二个压力测点井斜角,°;ρ—循环流体密度kg/m3;r2—内速度梯度区边界,m;r3—外速度梯度区边界,m;

水平井段流量与压差关系式为:

其中:δ可由下式求解;

δ=r3-r2

其中:r2、r3可以通过以下两式求解;

式中:ΔP—压力测量短节之间压降,MPa;Q—环空循环流体流量,m3/min;L—两个压力传感器之间距离,m;ηP—环空流体粘度,mPa·s;δ—流核尺寸,m;D0—井筒直径,m;D1—钻具外径,m;ρ—循环流体密度kg/m3;

步骤23、通过测量井口泵入流量结合步骤22中流量压差关系,得到两个相邻压力测量短接之间的计算压差。

3.根据权利要求2所述的一种油气井井下多点压力溢流监测方法,其特征在于,所述步骤1中所述钻井参数包括井口泵入流量、压力传感器之间压降、环空循环流体流量、环空流体粘度、流核尺寸、井筒直径、钻具外径、循环流体密度、环空循环流体平均速度。