用于早期井涌检测的系统和方法技术方案

一种早期井涌检测系统包括井涌检测计算装置，所述井涌检测计算装置联接到与井的钻井系统相关联的至少一个传感器。所述井涌检测计算装置被配置为从所述至少一个传感器接收测量数据。所述测量数据包括用于识别井涌的一个或多个井涌指标。所述井涌检测计算装置在模拟正常钻井条件和模拟井涌条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值。所述井涌检测计算装置确定偏差值并基于所述偏差值生成信号。所述信号激活绿色状态、琥珀色警告或红色报警，以指示所述钻井系统的井涌检测状态。

System and Method for Early Well Gush Detection

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于早期井涌检测的系统和方法
技术介绍
本公开的领域总体涉及石油和天然气钻井作业，并且更具体地涉及用于使用钻井水力模型在钻井作业期间检测井涌的系统和方法。钻井作业中的不良事件是地层流体涌入井眼，称为井涌。众所周知，在地球的地层上存在预先存在的压力，该压力通常由于特定地层上覆盖层的重量而随深度增加。该重量随着深度而增加，因此主要或静态的井底压力相对于深度以大致线性的曲线增加。随着在正常压力地层中井深加倍，压力同样加倍。当在深水或超深水中钻井时，由于海床上方的水对海床施加的压力，这种情况更加复杂。因此，在井孔的开始处存在高压条件，并且这种高压条件随着井的钻进而增加。在一些已知的情况，井孔中的压力迫使材料返出井眼并且造成井涌。基本地说，当井眼中的气体或流体流出地层进入井眼并向上冒泡时，即发生井涌。不受控制的井涌可能最终导致井喷，从而造成严重的环境和经济后果。已知的井涌检测系统涉及各种输入的监测，包括井队人员报告视觉观测以及在操作员控制台上显示的传感器数据的组合。例如，可以通过将来自位于上部模块(topsides)的传感器的常规钻机数据测量结果与预定义阈值进行比较以检测井涌。通过广泛的井控训练，操本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种早期井涌检测系统，包括：与井的钻井系统相关联的至少一个传感器；以及井涌检测计算装置，其中所述井涌检测计算装置联接到所述至少一个传感器和操作员计算装置，所述井涌检测计算装置被配置为：接收来自所述至少一个传感器的测量数据，其中所述测量数据包括与用于识别井涌的一个或多个井涌指标相关联的数据测量结果；在模拟正常钻井条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；在模拟井涌条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；确定所述一个或多个井涌指标的所述估计值以及与所述一个或多个井涌指标相关联的所述数据测量结果之间的偏差值；基于所述偏差值生成信号，其中所述信号激活绿色状态、琥珀色警告或...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.03 US 15/397,2471.一种早期井涌检测系统，包括：与井的钻井系统相关联的至少一个传感器；以及井涌检测计算装置，其中所述井涌检测计算装置联接到所述至少一个传感器和操作员计算装置，所述井涌检测计算装置被配置为：接收来自所述至少一个传感器的测量数据，其中所述测量数据包括与用于识别井涌的一个或多个井涌指标相关联的数据测量结果；在模拟正常钻井条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；在模拟井涌条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；确定所述一个或多个井涌指标的所述估计值以及与所述一个或多个井涌指标相关联的所述数据测量结果之间的偏差值；基于所述偏差值生成信号，其中所述信号激活绿色状态、琥珀色警告或红色报警，其中所述绿色状态、所述琥珀色警告和所述红色报警指示所述钻井系统的井涌检测状态；以及将所述信号传输到所述操作员计算装置，其中所述操作员计算装置被配置为显示所述钻井系统的所述井涌检测状态。2.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，其中所述一个或多个井涌指标是在所述钻井系统中的不同位置处测量的压力、温度和流率中的至少一者。3.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，所述井涌检测计算装置还被配置为生成钻井水力模型，其中所述钻井水力模型在模拟正常作业条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成所述估计值，并且在所述模拟井涌条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成所述估计值。4.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，其中所述井涌检测计算装置还被配置为基于所述偏差，执行自动建议钻井操作员暂停预定义的操作序列、启动钻井停止以及触发关井中的至少一者。5.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，其中所述至少一个传感器包括环空流量计和钻具接头定位器中的至少一者。6.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，其中所述井涌检测计算装置还被配置为：确定与所述钻井系统相关联的操作数据，其中所述操作数据包括与井涌事件相关联的图表、钻机操作信息、关键钻井变量的标绘、趋势图、趋势分析、防喷器接头位置、所述井中的钻柱长度、压力分布、温度分布、流率分布、当量循环密度和更新的井几何结构中的至少一者；以及将所述操作数据传输到所述操作员计算装置，其中所述操作员计算装置还被配置为显示与井涌事件相关联的所述图表和分析结果、所述钻机操作信息、关键钻井变量的所述标绘、所述趋势图、所述趋势分析、所述防喷器接头位置、所述井中的钻柱的所述长度、所述压力分布、所述温度分布、所述流率分布、所述当量循环密度(ECD)和所述更新的井几何结构中的至少一者。7.根据权利要求1所述的早期井涌检测系统，其中所述井涌检测计算装置还被配置为对所述测量数据使用监督和无监督的机器学习技术，以确定趋势并识别由井涌引起的特性偏差。8.一种用于控制早期井涌检测系统的方法，所述早期井涌检测系统包括与井的钻井系统相关联的至少一个传感器，以及联接到所述至少一个传感器和操作员计算装置的井涌检测计算装置，所述方法包括：由所述井涌检测计算装置接收来自所述至少一个传感器的测量数据，其中所述测量数据包括与用于识别井涌的一个或多个井涌指标相关联的数据测量结果；由所述井涌检测计算装置在模拟正常钻井条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；由所述井涌检测计算装置在模拟井涌条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一个生成估计值；由所述井涌检测计算装置确定所述一个或多个井涌指标的所述估计值以及与所述一个或多个井涌指标相关联的所述数据测量结果之间的偏差值；由所述井涌检测计算装置基于所述偏差值生成信号，其中所述信号激活绿色状态、琥珀色警告或红色报警，其中所述绿色状态、所述琥珀色警告和所述红色报警指示所述钻井系统的井涌检测状态；以及由所述井涌检测计算装置将所述信号传输到所述操作员计算装置，其中所述操作员计算装置被配置为显示所述钻井系统的所述井涌检测状态。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述一个或多个井涌指标是在所述钻井系统中的不同位置处测量的压力、温度和流率中的至少一者。10.根据权利要求8所述的方法，还包括由所述井涌检测计算装置生成钻井水力模型，其中所述钻井水力模型在模拟正常作业条件期间为所述一个或多个井涌指标中的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔多·阿朗索·桑切斯索托，拉斐尔·霍舒茨·内莫托，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US