一种控制井中的压力的方法能够包括：传送指令以改变通过径向形成在钻柱和井孔之间的环空的流量；以及响应于传送而调节压力设定点。一种钻井系统能够包括：流量控制装置，其改变流过钻柱的流量；以及控制系统，其响应于使流量控制装置改变流过钻柱的流量的指令而改变压力设定点。一种控制井中的压力的方法能够包括：传送指令以转送来自钻柱的流量；以及响应于所述传送而调节压力设定点。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对钻井操作中的流量转送的抢先处理的设定点压力补偿
本公开文本通常涉及与钻井操作结合使用的设备以及与钻井操作结合执行的操作，并且在本文描述的实施例中，尤其在钻井操作中提供压力和流量控制。
技术介绍
控制压力钻井作为通过利用封闭环空(annulus)和调节该环空中的压力的工具来在钻井期间精确控制井孔压力的技术而被熟知。该环空通常通过使用在井孔被钻探时密封钻杆的旋转控制装置(RCD，也称为旋转控制头、旋转防喷器等)而在钻井期间被封闭。因此，将理解的是，对在钻井操作中控制压力和控制流量的技术的改进将是有益的。
技术实现思路
【附图说明】图1为体现本公开文本的原理的钻井系统和方法的代表性视图。图2为钻井系统的另一个配置的代表性视图。图3为可在钻井系统和方法中使用的压力和流量控制系统的代表性方框图。图4为可在钻井系统和方法中使用的用于进行钻柱连接的方法的代表性流程图。图5为压力和流量控制系统的另一个配置的代表性方框图。图6-8为可在图5的压力和流量控制系统中使用的预测装置的各种配置的代表性方框图。图9为钻井系统的另一个配置的代表性视图。图10为钻井系统的另一个配置的代表性视图。图11为一种控制井压的方法的流程图，该方法能够体现本公开文本的原理。【具体实施方式】图1代表性地且示意性地示出了能够具体实施本公开文本的原理的钻井系统10及相关方法。在系统10中，通过旋转位于钻柱16的一端上的钻头14来钻探井孔12。为了冷却钻头、润滑钻柱，去除钻屑并且提供对井底压力控制的测量，钻井液18(通常被称为泥浆)向下循环通过钻柱16，流出钻头14并且向上循环通过形成在该钻柱与井孔12之间的环空(annulus) 20。止回阀21 (典型地，旋启式止回阀)防止钻井液18通过钻柱16向上流动(例如，当在钻柱中进行连接时)。井孔压力的控制在控制压力钻井以及其它类型的钻井操作中是非常重要的。优选地，井孔压力被精确地控制以防止流入井孔12周围的地层的流体过度漏失、不期望的岩层压裂、不期望的岩层流体流入井孔等。在典型的控制压力钻井中，期望的是将井孔压力保持仅略大于井孔所渗透的岩层的孔隙压力，而不超过岩层的破裂压力。该技术在孔隙压力与破裂压力之间的差数相对较小的情形下特别有用。在典型的欠平衡钻井中，期望的是将井孔压力保持小于孔隙压力，从而获得对岩层的流体的流入的控制。在典型的过平衡钻井中，期望的是将井孔压力保持稍微大于孔隙压力，从而防止(或至少减缓)来自岩层的流体的流入。氮气或另一种气体或另一种重量较轻的流体可以被添加到用于压力控制的钻井液18。该技术例如在欠平衡钻井操作中是有用的。在系统10中，通过使用旋转控制装置22 (RCD)封闭环空20 (例如，隔离环空20而不与大气相通并使该环空在地面处或靠近地面处被加压)来获得对井孔压力的额外控制。RCD22在井头24上方密封钻柱16。虽然图1未示出，钻柱16会通过RCD22向上延伸用于连接至例如转盘(未示出)、立管管线26、方钻杆(kelley)(未示出)、顶驱和/或其它现有钻井设备。钻井液18经由RCD22下方的与环空20相通的翼阀28排出井头24。然后，钻井液18通过泥浆返出管线30、73流到包括冗余节流器34( —次仅可使用其中之一)的节流管汇32。通过可变地限制流过可操作节流器34的钻井液18的流量将回压施加到环空20。对通过节流器34的流量的限制越大，施加到环空20的回压就越大。因此，通过改变施加到环空20的回压能够方便地调节井下压力(例如，井孔12的底部的压力、井下套管靴的压力、特定岩层或区域的压力等)。如下文更全面描述的，液压模型(hydraulicsmodel)能够被用来确定施加到在地面处或靠近地面处的环空20的压力，这将导致期望的井下压力，使得操作员(或自动控制系统)能够容易地确定如何调节施加到在地面处或靠近地面处的环空的压力(其能够被方便地测量)，以获得期望的井下压力。能够经由各种压力传感器36、38、40测量施加到在地面处或靠近地面处的环空20的压力，每一个压力传感器与该环空连通。压力传感器36感测RCD22下方以及防喷器(BOP)组件42上方的压力。压力传感器38感测BOP组42下方的井头中的压力。压力传感器40感测节流管汇32上游的泥浆返出管线30、73中的压力。另一个压力传感器44感测立管管线26中的压力。另一个压力传感器46感测节流管汇32下游以及在分离器48、振动器50以及泥浆池52上游的压力。额外的传感器包括温度传感器54和56、科氏流量计58以及流量计62、64、66。并非所有这些传感器都是必需的。例如,系统10可能仅包括三个流量计62、64、66中的两个。然而，来自所有的可用传感器的输入对于液压模型确定在钻井操作期间应当施加多少的压力到环空20是有用的。如果期望的话，可以使用其它类型的传感器。例如，由于可以使用涡轮流量计、声学流量计或另一种类型的流量计来代替，因而流量计58没有必要是科氏流量计。另外，钻柱16例如可以包括其自身的传感器60，用于直接测量井下压力。这种传感器60可以是本领域技术人员已知类型的传感器，如随钻测压(PWD)、随钻测量(MWD)和/或随钻测井(LWD)。这些钻柱传感器系统通常提供至少压力测量，并且还可以提供温度测量、钻柱特性(例如振动、钻压、粘滑等)、岩层特性(例如电阻率、密度等)的检测和/或其它测量。各种形式的有线或无线遥测(声学遥测、压力脉冲遥测、电磁遥测等)可以被用来将井下传感器测量传送到地面。如果需要，额外的传感器可以被包括在系统10中。例如，另一个流量计67可被用来测量排出井头24的钻井液18的流量的速率，另一个科氏流量计(未示出)可以被直接地互连到钻井用泥浆泵(rig mud pump)68等的上游或下游。如果需要，在系统10中可以包括较少的传感器。例如，钻井用泥浆泵68的输出可以通过计数泵冲程来确定，而不是通过使用流量计62或任何其它流量计。要注意，分离器48可以是3相或4相分离器或泥浆气分离器(有时称为“泥气分离器”)。然而，在系统10中不一定使用分离器48。钻井液18通过钻井泥浆泵68经立管管线26被泵入钻柱16的内部。泵68接收来自泥浆池52的钻井液18并且经由立管管汇70将钻井液18流到立管26。然后，钻井液18向下循环通过钻柱16，向上循环通过环空20，循环通过泥浆返出管线30和73、节流管汇32，并且然后经由分离器48和振动筛50循环到泥浆池52用于调节和再循环。要注意，到目前为止，在上文描述的系统10中，节流器34不能用来控制施加到用于井下压力的控制的环空20的回压，除非钻井液18流过该节流器。在现有的过平衡钻井操作中，例如，每当在钻柱16中进行连接时(如随着井孔12被钻探得越来越深，将另一长度的钻杆增加到钻柱上)就会发生流体18流量的短缺，并且循环的短缺将需要仅通过流体18的密度来调节井下压力。在系统10中，然而，即使在钻柱中进行连接时流体18不通过钻柱16和环空20循环，也能够保持通过节流器34的流体18的流量。因此，即使可能不使用单独的回压泵，仍能够通过限制通过节流器34的流体18的流量来将压力施加到环空20。当(例如，当在钻柱中进行连接时)流体18不循环通过钻柱16和环空20时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制井中的压力的方法，所述方法包括：传送指令以改变流过径向形成在钻柱与井孔之间的环空的流量；以及响应于所述传送调节压力设定点。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制井中的压力的方法，所述方法包括: 传送指令以改变流过径向形成在钻柱与井孔之间的环空的流量；以及 响应于所述传送调节压力设定点。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节在流过所述环空的流量改变之前来执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节在流过所述环空的流量改变时来执行。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述流量改变是由将流量从所述钻柱转送到泥浆返出管线而引起的。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述传送包括将信息编码为一连串的流量变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述传送包括在所述钻柱中发起连接。7.根据权利要求1所述的方法，还包括基于测量的井参数预测所述流量的改变。8.根据权利要求7所述的方法，还包括预测由于所预测的所述流量的改变引起的井下压力改变。9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述流量改变被传感器检测之前来执行所述调节。10.一种钻井系统，包括: 流量控制装置，其改变流过钻柱的流量；以及 控制系统，其响应于使所述流量控制装置改变流过所述钻柱的流量的指令而改变压力设定点。11.根据权利要求10所述的系统，其中所述流量控制装置将流量从立管管线转送到泥衆返出管线。12.根据权利要求10所述的系统，其中所述流量控制装置将流量从所述钻柱转送。13.根据权利要求10...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·R·洛沃恩，南希·S·戴维斯，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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