采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统技术方案

本发明专利技术提供了一种采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统，所述系统包括实时检测单元、添加剂供给单元和井漏判定单元，实时检测单元包括分别设置在钻具上并伴随钻头行进的第一、二、三和四导电性探头；添加剂供给单元能够将导电指示性添加剂加入钻井液中；井漏判定单元接收第一、二、三和四电阻数据，判断并计算目标漏失层的井漏级别参数和/或井漏位置。本发明专利技术通过在钻井液中加入定量并保持体积百分比浓度的低或高导电指示性添加剂，以随钻设置的探头检测添加剂在钻井液随钻循环体系中的保持和损失情况，从而能够有效地追溯井漏的位置和判断井漏的强度，并且有利于提高检测速度和准确性。

A system for detecting lost circulation while drilling with conductive indicative additives

【技术实现步骤摘要】
采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统
本专利技术涉及石油天然气钻井的钻井液漏失检测
，具体来讲，涉及一种采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统。
技术介绍
一般来讲，钻井液在钻完井过程中通过裸露的地层或缺失破损的套管流失到地层或其他夹层中的现象统称为钻井液漏失，简称井漏。井漏诱发的井壁失稳、因漏致塌、致喷问题是长期以来制约油气勘探开发速度的主要技术瓶颈，井漏的发生不仅会给钻井工程带来损失，也为油气资源的勘探开发带来极大困难。如果井漏发现不及时或不清楚井漏深度，常会引发井涌或井喷，造成生命财产损失，同时也极大影响钻井工期，增大钻井成本。井漏对于钻井过程的质量和安全控制如此重要，如何快速、准确地发现井漏因此成为行业关注的焦点问题，但由于缺乏成熟可靠的判识技术，因此，一直以来，井漏的发现和检测被看作是钻井工程的世界性难题之一。专利技术人表示解决井漏判别问题的关键在于两点：确定井漏的位置和计算井漏的强度。如果能基于上述关键点切入井漏判识研究，在及时发现井漏的基础上，确定井漏位置并计算井漏级别，则可有效地发现、评价井漏，为采取相应措施阻止或减缓井漏对钻井的影响，防范钻井事故，增加钻井安全、提效增速。现今分析钻井液漏失位置通常采用综合分析法，不具备准确并及时定位井漏位置的能力，为堵漏增加了难度，如果需要确定井漏位置，多采用仪器测定法，即螺旋流量计法、井温测定法等等，这些方法普遍欠缺及时性，会极大延长工期，增加钻井成本。公开号为“CN108729868A”、公开日为2018年11月02日的中国专利技术专利申请公开了一种深海钻井溢流和井漏监测方法。经分析，专利技术人表示：其存在的主要不足包括：1、为被动式发现和探测、发现时间较滞后；2、检测载体仅有原装或混入地层流体的钻井液一种，不能根据不同的地层性质进行调整和切换；3、通过加装质量流量计并进行钻井液体积计量，系单一的物理性质计量，由于整个计量系统和待检测流体-钻井液的循环管汇体系较为庞大，准确计量有一定难度；4、由于计量设备安装在地面，其受控的影响因素来自井下和地面等多个方面，系间接测量和检测方法，难以实现井漏位置的准确定位；5、由于计量设备安装在地面，用体积计量来判断井漏，由于仪器安装在井口，如果曾漏层发生复漏，无法确定是正钻层在漏还是曾漏层复漏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够随钻检测钻井液在钻完井过程中的井漏情况的系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统，所述系统包括实时检测单元、添加剂供给单元和井漏判定单元，其中，所述实时检测单元包括分别设置在钻具上并伴随钻头行进的第一、二、三和四导电性探头，其中，第一、二、三和四导电性探头能够分别相应地实时测量第一、二、三和四侧向位置，对应得到第一、二、三和四电阻数据，第一、二侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第一侧向位置与钻具的中心线的距离小于第二侧向位置与所述中心线的距离，第三、四侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第三侧向位置与钻具的中心线的距离小于第四侧向位置与所述中心线的距离，第一侧向位置与所述钻头之间的距离小于第三导电性探头与所述钻头之间的距离，第一、三侧向位置与所述中心线的距离相等，并且第二、四侧向位置与所述中心线的距离相等；所述添加剂供给单元能够将导电指示性添加剂加入钻井液中；所述井漏判定单元接收所述实时检测单元的第一、二、三和四导电性探头的第一、二、三和四电阻数据，并通过各个深度点的第一、二、三和四电阻数据，判断得出目标漏失层。在本专利技术的一个示例性实施例中，在所述导电指示性添加剂为电阻大于地层平均电阻的低导电指示性添加剂的情况下，所述目标漏失层中的每个深度点的第一、二、三和四电阻数据均满足：第一电阻数据为异常高值同时第二电阻数据为正常值，并且第三电阻数据为异常高值，同时第四电阻数据为异常高值或正常值，所述异常高值高于所述正常值。此外，在所述导电指示性添加剂为电阻小于地层平均电阻的高导电指示性添加剂的情况下，所述目标漏失层中的每个深度点的第一、二、三和四电阻数据均满足：第一电阻数据为异常低值同时第二电阻数据为正常值，并且第三电阻数据为异常低值，同时第四电阻数据为异常低值或正常值，且异常低值小于所述正常值。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述井漏判定单元可通过式1计算目标漏失层的井漏级别参数，所述式1为：其中，k(xD)为深度点D的井漏级别判断参数，x1D＝lnR1，x3D＝lnR3，R1和R3分别为深度点D的第一、三电阻值，TD为第一、三导电性探头经过深度点D时间差的绝对值，α为体积转换系数。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述井漏判定单元可通过式2确定目标漏失层的井漏位置，所述式2为：Hk＝P-L其中，目标漏失层的井漏位置为Hk，P为当前钻进位置，L为第三导电性探头到钻头的距离。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述添加剂供给单元还可包括采样补充机构，所述采样补充机构根据预定情况下的钻井液的采样结果判断并及时通过添加剂供给单元向钻井液中补充导电指示性添加剂。此外，所述预定情况包括以下中的任意一项：每30个循环周完成时；钻井液处理前后；仪器读数与人工计数发生20％以上偏差；以及发生包括钻井液井漏在内的较大规模油气水漏显示的情形。附图说明图1示出了本专利技术的采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统的一个示例性实施例的使用示意图；图2示出了图1中采用低导电指示性添加剂的井漏判别模式图；图3示出了图1中采用高导电指示性添加剂的井漏判别模式图。具体实施方式在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统。本专利技术的系统可针对钻井过程中被钻头切削破碎后裸露于充满钻井液和地层流体混合液系统中，发生的钻井液通过切削面由于压力差脱离混合液体系进入地层并失去钻井液循环系统控制进入地层发生漏失的情况。在本专利技术的一个示例性实施例中，采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统可包括实时检测单元、添加剂供给单元和井漏判定单元。具体来讲，实时检测单元包括分别设置在钻具上并伴随钻头行进的第一、二、三和四导电性探头。第一导电性探头能够实时测量第一侧向位置，得到第一电阻数据；第二导电性探头能够实时测量第二侧向位置，得到第二电阻数据；第三导电性探头能够实时测量第三侧向位置，得到第三电阻数据；并且第四导电性探头能够实时测量第四侧向位置，得到第四电阻数据。第一、二侧向位置与所述钻头之间的距离相等，并且所述第一侧向位置与钻具的中心线的距离小于第二侧向位置与所述中心线的距离；第三、四侧向位置与所述钻头之间的距离相等，并且所述第三侧向位置与钻具的中心线的距离小于第四侧向位置与所述中心线的距离；第一或第二侧向位置与所述钻头之间的距离小于第三或第四导电性探头与所述钻头之间的距离；并且第一、三侧向位置与所述中心线的距离相等，并且第二、四侧向位置与所述中心线的距离相等。这里，第一、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统，其特征在于，所述系统包括实时检测单元、添加剂供给单元和井漏判定单元，其中，/n所述实时检测单元包括分别设置在钻具上并伴随钻头行进的第一、二、三和四导电性探头，其中，第一、二、三和四导电性探头能够分别相应地实时测量第一、二、三和四侧向位置，对应得到第一、二、三和四电阻数据，第一、二侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第一侧向位置与钻具的中心线的距离小于第二侧向位置与所述中心线的距离，第三、四侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第三侧向位置与钻具的中心线的距离小于第四侧向位置与所述中心线的距离，第一侧向位置与所述钻头之间的距离小于第三导电性探头与所述钻头之间的距离，第一、三侧向位置与所述中心线的距离相等，并且第二、四侧向位置与所述中心线的距离相等；/n所述添加剂供给单元能够将导电指示性添加剂加入钻井液中；/n所述井漏判定单元接收所述实时检测单元的第一、二、三和四导电性探头的第一、二、三和四电阻数据，并通过各个深度点的第一、二、三和四电阻数据，判断得出目标漏失层。/n

【技术特征摘要】
20190724 CN 20191067162911.一种采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统，其特征在于，所述系统包括实时检测单元、添加剂供给单元和井漏判定单元，其中，
所述实时检测单元包括分别设置在钻具上并伴随钻头行进的第一、二、三和四导电性探头，其中，第一、二、三和四导电性探头能够分别相应地实时测量第一、二、三和四侧向位置，对应得到第一、二、三和四电阻数据，第一、二侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第一侧向位置与钻具的中心线的距离小于第二侧向位置与所述中心线的距离，第三、四侧向位置与所述钻头之间的距离相等并且所述第三侧向位置与钻具的中心线的距离小于第四侧向位置与所述中心线的距离，第一侧向位置与所述钻头之间的距离小于第三导电性探头与所述钻头之间的距离，第一、三侧向位置与所述中心线的距离相等，并且第二、四侧向位置与所述中心线的距离相等；
所述添加剂供给单元能够将导电指示性添加剂加入钻井液中；
所述井漏判定单元接收所述实时检测单元的第一、二、三和四导电性探头的第一、二、三和四电阻数据，并通过各个深度点的第一、二、三和四电阻数据，判断得出目标漏失层。


2.根据权利要求1所述的采用导电指示性添加剂随钻检测井漏的系统，其特征在于，在所述导电指示性添加剂为电阻大于地层平均电阻的低导电指示性添加剂的情况下，所述目标漏失层中的每个深度点的第一、二、三和四电阻数据均满足：第一电阻数据为异常高值同时第二电阻数据为正常值，并且第三电阻数据为异常高值，第四电阻数据为异常高值或正常值，所述异常高值高于所述正常值。


3.根据权利要求1所述的采用导电指示性添加剂随...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨孛，伍翊嘉，赵辉，赵磊，任兴国，戴勇，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51