一种针对目标井的监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对目标井的监控方法及系统，包括：根据目标井的实时录井数据和实钻数据，对目标井的溢流状态进行监测；根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级并生成相应的预警信息；基于严重度等级启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制；关井后，确定压井方式决策参量，基于此，利用预设的压井方式适应性评价策略，自动推荐与当前溢流状态相匹配的压井方法，所述压井方式决策参量包括获取压井基本评价数据、判断钻头是否发生水眼堵现象和计算地层破裂压力梯度。本发明专利技术实现了面向井控施工的全过程决策指挥，极大提升井控的智能化及自动化，降低施工风险，节约施工成本，提高钻井效益。提高钻井效益。提高钻井效益。

【技术实现步骤摘要】
一种针对目标井的监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油钻井
，尤其是涉及一种针对目标井的监控方法及系统。

技术介绍

[0002]石油资源的勘探开发过程中，一旦井底的压力平衡控制不当，则可能会引发诸如井侵、溢流、井喷等重大恶性事故，事故的发生会带来诸如现场设备的损坏、造成油气井的废弃、并引发一系列的环境污染问题。
[0003]现如今，无论是智能化，还是自动化控制技术都在不断的发展进步，Spirit Energy公司研发了自动化井控系统装备并在挪威成功应用，但是尚未实现井控闭环监控。国内研发了压井分析软件，研制了压井自动控制装置，实现了井控部分单项技术储备。但是仅仅集中在溢流监测、压井等单一方面的研究，尚未实现井控闭环一体化的监控，现有技术还没有实现一体化的协同决策能力，内容均较为零散，发生溢流后需人工经验等手段确定处理措施，人为参与较多等问题，在井控的智能化、全面性等方面还有待改进与提高。
[0004]因此，在实现本专利技术技术方案过程中，本专利技术专利技术人发现溢流后一键关井、溢流自动处理尚未实现全流程自动控制，缺乏全流程的智能闭环井控监控系统，影响了溢流复杂处理效率。在发现溢流等井控风险后一键自动化控制关井及压井的井控闭环没有实现，同时也需依据有关行业标准和技术规范，对国内井控装置统一管理，如遇到重要险情，可快速了解井控装置的状况，使领导决策有据可依。
[0005]为了解决上述技术问题，有必要建立一种井控闭环管理方案。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种针对目标井的监控方法，包括：根据目标井的实时录井数据和实钻数据，对所述目标井的溢流状态进行监测；根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级，并基于所述严重度等级生成相应的预警信息；基于所述预警信息启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制；关井后，确定压井方式决策参量，基于此，利用预设的压井方式适应性评价策略，推荐与当前溢流状态相匹配的压井方法，所述压井方式决策参量包括获取压井基本评价数据、判断钻头是否发生水眼堵现象和计算地层破裂压力梯度。
[0007]优选地，所述监控方法还包括：根据所推荐的压井方法，计算相关的压井施工参数，并根据所述压井施工参数进行压井施工。
[0008]优选地，在对所述目标井的溢流状态进行监测步骤中，包括：识别当前钻井工况，并基于所述钻井工况计算计量罐体积变化量和钻柱起升或下入体积，进一步计算泥浆体积变化量；将出口流量数据、总池体积数据、套压数据和所述泥浆体积变化量作为溢流状态的监测参数，以根据各项监测参数的实时值，确定当前钻井施工对应的溢流状态。
[0009]优选地，在根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级步骤中，包括：根据当前溢流状态，利用与各项监测参数对应的溢流诊断条件，判断各项溢流诊断条件所
满足的情况；根据各项溢流诊断条件所满足的项数和项目，确定所述严重度等级。
[0010]优选地，所述溢流诊断条件包括：第一条件、所计算的泥浆体积变化量大于0.15m3；第二条件、前后相邻时间窗格下对应的出口流量平均值增加，且变化率大于0.9％；第三条件、在时间窗格设定为5分钟时，前后相邻时间窗格下对应的总池体积平均值增加，且差值大于0.8m3；第四条件、当前出口流量数据小于0.5，且当前套压数据大于2MPa。
[0011]优选地，在所述各项溢流诊断条件全部满足时，确定当前严重度等级为一级并生成一级预警信息；在同时满足所述第一条件和所述第二条件，或同时满足所述第二条件和所述第三条件时，确定当前严重度等级为二级并生成二级预警信息；在满足任意一条溢流诊断条件时，确定当前严重度等级为三级并生成三级预警信息。
[0012]优选地，在基于所述预警信息启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制步骤中，包括：在所述严重度等级为一级时，根据当前一级预警信息中的控制指令，启动硬件关井程序，立即控制井口防喷器关闭；在所述严重度等级为二级时，根据当前二级预警信息中的控制指令，启动软件关井程序，先打开节流阀再关闭井口防喷器，最后关闭节流管汇；在所述严重度等级为三级时，根据当前三级预警信息中的控制指令，生成溢流预警信息并通知司钻系统、后台系统和井场人员终端。
[0013]优选地，所述压井方式适应性评价策略包括：条件一：井口最大压力大于地面装置的承压范围；条件二：套管鞋压力大于套管鞋所能承受的最大压力；条件三：裸眼段长度大于800米；条件四：当前钻头位置大于300米；条件五：套管下入深度小于1000米；条件六：所述地层破裂压力梯度小于12MPa；条件七：钻头发生水眼堵现象；条件八：入口电导大于30。
[0014]优选地，根据各项评价条件所满足的项目，推荐所述压井方法，其中，如果同时满足所述条件一和所述条件二，推荐非常规压井方法压井；如果同时满足所述条件三和所述条件四，推荐置换法或动力压井法；如果不满足所述条件四，则推荐选用动力平衡压回法或反循环压井法，或者推荐强行下钻到井底采用常规法压井或非常规压井方法；如果同时满足所述条件五和所述条件六，则推荐非常规压井方法，否则推荐常规压井方法；如果满足所述条件七，则根据当前溢流状态对应的严重度等级，则推荐与当前严重度等级相适应的非常规压井方法。
[0015]优选地，所述压井基本评价数据包括：套管鞋压力、地面装置的承压范围平均值、套管鞋所能承受的最大压力、套管的下入深度、套管强度尺寸、钻头位置和井深。
[0016]优选地，根据目标井的地质数据和实时录钻井数据计算所述地层破裂压力梯度，其中，利用如下表达式计算所述地层破裂压力梯度：
[0017]FRACPP＝FRP+(α*OBG
‑
PPN)*(1
‑
PP)/(1+BRIT)
[0018]其中，FRACPP表示所述地层破裂压力梯度，FRP表示所述等效压力梯度值，α表示上覆地层岩性系数，OBG表示上覆地层压力梯度，PPN表示地层孔隙流体压力梯度，PP表示地层孔隙度，BRIT表示地层脆性指数。
[0019]优选地，所述监控方法还包括：根据对所述压井方式决策参量的持续性监测，判断当前压井施工是否成功，并在成功后生成恢复正常钻井施工的通知。
[0020]另一方面，本专利技术实施例还提供了一种针对目标井的监控系统，所述系统利用如上述所述的监控方法来实现，其中，所述监控系统包括：基础数据库及数据管理模块，其配置为收集并存储目标井的第一类井控数据和当前油田区块内各邻井的第二类井控数据；溢
流监测模块，其配置为根据从所述基础数据库及数据管理模块获得的针对目标井的实时录井数据和实钻数据，对所述目标井的溢流状态进行监测，以及根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级，并基于所述严重度等级生成相应的预警信息；关井模块，其配置为基于所述预警信息启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制；压井方法推荐模块，其配置为关井后，确定压井方式决策参量，基于此，利用预设的压井方式适应性评价策略，推荐与当前溢流状态相匹配的压井方法，所述压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对目标井的监控方法，包括：根据目标井的实时录井数据和实钻数据，对所述目标井的溢流状态进行监测；根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级，并基于所述严重度等级生成相应的预警信息；基于所述预警信息启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制；关井后，确定压井方式决策参量，基于此，利用预设的压井方式适应性评价策略，推荐与当前溢流状态相匹配的压井方法，所述压井方式决策参量包括获取压井基本评价数据、判断钻头是否发生水眼堵现象和计算地层破裂压力梯度。2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述监控方法还包括：根据所推荐的压井方法，计算相关的压井施工参数，并根据所述压井施工参数进行压井施工。3.根据权利要求1或2所述的监控方法，其特征在于，在对所述目标井的溢流状态进行监测步骤中，包括：识别当前钻井工况，并基于所述钻井工况计算计量罐体积变化量和钻柱起升或下入体积，进一步计算泥浆体积变化量；将出口流量数据、总池体积数据、套压数据和所述泥浆体积变化量作为溢流状态的监测参数，以根据各项监测参数的实时值，确定当前钻井施工对应的溢流状态。4.根据权利要求3所述的监控方法，其特征在于，在根据当前溢流状态诊断当前井下溢流状态的严重度等级步骤中，包括：根据当前溢流状态，利用与各项监测参数对应的溢流诊断条件，判断各项溢流诊断条件所满足的情况；根据各项溢流诊断条件所满足的项数和项目，确定所述严重度等级。5.根据权利要求4所述的监控方法，其特征在于，所述溢流诊断条件包括：第一条件、所计算的泥浆体积变化量大于0.15m3；第二条件、前后相邻时间窗格下对应的出口流量平均值增加，且变化率大于0.9％；第三条件、在时间窗格设定为5分钟时，前后相邻时间窗格下对应的总池体积平均值增加，且差值大于0.8m3；第四条件、当前出口流量数据小于0.5，且当前套压数据大于2MPa。6.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，在所述各项溢流诊断条件全部满足时，确定当前严重度等级为一级并生成一级预警信息；在同时满足所述第一条件和所述第二条件，或同时满足所述第二条件和所述第三条件时，确定当前严重度等级为二级并生成二级预警信息；在满足任意一条溢流诊断条件时，确定当前严重度等级为三级并生成三级预警信息。7.根据权利要求1～6中任一项所述的监控方法，其特征在于，在基于所述预警信息启动与当前溢流等级匹配的关井响应机制步骤中，包括：在所述严重度等级为一级时，根据当前一级预警信息中的控制指令，启动硬件关井程序，立即控制井口防喷器关闭；在所述严重度等级为二级时，根据当前二级预警信息中的控制指令，启动软件关井程
序，先打开节流阀再关闭井口防喷器，最后关闭节流管汇；在所述严重度等级为三级时，根据当前三级预警信息中的控制指令，生成溢流预警信息并通知司钻系统、后台系统和井场人员终端。8.根据权利要求1～7中任一项所述的监控方法，其特征在于，所述压井方式适应性评价策略包括：条件一：井口最大压力大于地面装置的承压范围；条件二：套管鞋压力大于套管鞋所能承受的最大压力；条件三：裸...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐术国，王果，李昌盛，付宣，魏卓，张词，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：