一种油气井钻井溢流、井漏异常及其异常类型的判别方法技术

本发明专利技术涉及石油天然气钻井工程中的井控安全领域，具体涉及一种油气井钻井溢流、井漏异常及其异常类型的判别方法。所述方法根据钻井状态，利用立管压力、出口流量和泥浆池体积三个参数判别溢流和/或井漏异常：关泵状态下，若出口流量不为零或泥浆池体积增加，则判定为溢流异常；在开泵状态下，对泵冲进行归一化，计算泵冲归一化后的立管压力以及出口流量；根据归一化后立管压力的变化情况，利用泵冲归一化后出口流量和泥浆池体积的变化进行溢流和/或井漏异常判别。本发明专利技术采用多个录井参数直接进行异常判别，判别准确率高，且方法简单。且方法简单。且方法简单。

【技术实现步骤摘要】
一种油气井钻井溢流、井漏异常及其异常类型的判别方法


[0001]本专利技术涉及石油天然气钻井工程中的井控安全领域，具体涉及一种油气井钻井溢流、井漏异常及其异常类型的判别方法。

技术介绍

[0002]溢流和井漏是钻井过程中的两种易发钻井异常，异常的发生会增加开发成本、降低开发效率、破坏储层，一旦控制不力，还会诱发井塌、井喷等钻井事故，造成重大的人员伤亡和经济损失。钻井异常监测与预警方法研究与系统研制一直是井控安全领域的研究热点。
[0003]国外先进的钻井异常监测系统利用地面与井下监测数据对异常发生进行综合研判。由于井下测量参数能够更直接地反映井下复杂情况，利用其进行钻井异常监测的准确性和可靠性更高。然而，目前随钻数据传输速率过低，且随钻测量工具的应用在国内尚未普及，这类方法在国内钻井现场的适用性不强。此外，现有大多数钻井异常预警方法未考虑钻井现场条件、井间差异的影响及参数间的约束关系，难以全面、准确地描述钻井异常，导致钻井异常识别准确率低、误报率高。
[0004]中国专利技术专利CN112483076A公开了一种用于识别钻井施工复杂情况的系统，包括：信息采集模块，其设置于地面钻井套管处，用于采集井下钻头破岩处的音频信号；信号分析模块，其通过信号传输线缆与信息采集模块连接，用于接收音频信号并对该信号进行声学特征分析；环境识别模块，其用于根据当前声学特征分析结果和正常声学特征，确定井下是否发生钻井异常情况，并在发生异常情况时确定异常情况的类型，得到相应的诊断结果，以及记录正常钻井环境下的声学特征；结果输出模块，其用于输出并响应所述诊断结果。本专利技术能够以较低的成本，及时并准确的发现、判断钻井过程中的井下复杂情况及对应类型。其中，异常情况类型选自卡钻、井涌、井壁坍塌、钻具刺漏和气侵中的一种或几种。
[0005]中国专利申请CN112926839A提供了一种用于油气井钻井过程的溢漏风险协同监测方法，所述方案包括：获取井上、井下溢漏监测参数，并进行数据预处理；分别构建专家系统风险识别模型与风险智能识别模型；基于预处理后的数据，采用所述专家系统风险识别模型与风险智能识别模型相结合的协同判别模式实现油气井钻井过程中的溢漏风险监测；所述方案通过结合专家系统与深度学习技术，两种风险监测方法优势互补，能够快速、准确、智能地判别溢漏风险。
[0006]中国专利申请CN110443488A提供了一种基于卷积神经网络的钻井溢漏风险识别方法，所述方法包括获取由综合录井仪采集的实时工况数据；对综合录井仪采集到的每一个实时工况数据采用滑动重叠采样方式对数据集进行扩充；将实时工况数据进行归一化预处理；将归一化预处理后的实时工况数据输入到训练好的卷积神经网络模型中，输出钻井溢漏风险识别结果。
[0007]大部分钻井异常识别方法以异常识别为主，未对异常类型作进一步分析研判，不能针对性地指导钻井现场应采取的措施。钻井现场一般会配备综合录井仪或小型录井仪，
录井参数的获取较为普及，基于录井参数的钻井异常监测方法具有更强的现场适用性及推广应用价值。

技术实现思路

[0008]本专利技术主要目的在于提供一种油气井钻井溢流、井漏异常及其异常类型的判别方法。本专利技术采用多个录井参数直接进行异常判别，判别准确率高，且方法简单。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种油气井钻井溢流、井漏异常的判别方法，所述方法根据钻井状态，利用立管压力、出口流量和泥浆池体积三个参数判别溢流和/或井漏异常：关泵状态下，若出口流量不为零或泥浆池体积增加，则判定为溢流异常；在开泵状态下，对立管压力进行归一化，根据归一化后立管压力的变化情况，利用出口流量和泥浆池体积的变化进行溢流和/或井漏异常判别。
[0011]进一步地，泵冲归一化后的立管压力计算公式如式(1)所示：
[0012][0013]式中，SPP
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为归一化后的立管压力，SPP为采样时综合录井仪获得的立管压力，单位均为MPa；PUMP
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为采样时刻泵冲，PUMP为采样前一刻泵冲，单位均为冲/min。
[0014]进一步地，归一化后的立管压力不变或下降的情况下，若出口流量和泥浆池体积同时上升；或，出口流量上升，泥浆池体积不变；或，出口流量不变，泥浆池体积上升；则判别为溢流异常；
[0015]在归一化后的立管压力不变的情况下，出口流量和泥浆池体积同时下降；或，出口流量下降，泥浆池体积不变；或，出口流量不变，泥浆池体积下降；则判别为井漏异常。
[0016]进一步地，在归一化后的立管压力上升的情况下，若出口流量上升或泥浆池体积上升，则判定为溢流异常。
[0017]进一步地，出口流量计算公式如式(2)所示：
[0018][0019]式中，FLOWOUT
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为采样时刻的出口流量，单位为L/s；PUMP
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为采样时刻的泵冲，单位为冲/min，q为每冲排量，单位L/冲；k为回归拟合系数，无量纲。
[0020]进一步地，钻井状态的判识，包括以下步骤：
[0021]利用泵冲判识开泵状态，泵冲＞0，为开泵状态；泵冲＝0，为关泵状态；
[0022]钻进/非钻进状态判别：
[0023]在开泵状态下，当没有钻压或者钻压偏低且井深不变时，为非钻进状态；
[0024]在开泵状态下，当钻压偏高、大钩高度持续降低或稳定、大钩负荷基本稳定、钻头深度持续增加且大于或等于井深时，为钻进状态。
[0025]一种油气井钻井溢流、井漏异常类型的判别方法，包括以下步骤:
[0026]在采用以上所述油气井钻井溢流、井漏异常的判别方法判别溢流和/或井漏异常后，利用全烃、出口密度进行溢流、井漏异常类型的判别；以及，
[0027]对于钻井状态，利用dc指数的变化进行溢流和/或井漏位置的确定。
[0028]所述溢流异常类型包括油气侵类型，水侵类型；井漏异常类型包括严重漏失、中等漏失和一般漏失。
[0029]进一步地，在确定溢流异常发生后，若监测到全烃增加，则判别为油气侵；若全烃未增加，而出口密度发生变化，则判别为水侵；对于钻进状态，若dc指数明显变小，将其变小的位置对应的井深确定为溢流所处的位置。
[0030]进一步地，在判定井漏异常发生后，若出口流量和立管压力均为零，则判别为严重漏失；若出口流量为零，立管压力不为零，则判别为中等漏失；若出口流量与立管压力均不为零，则判别为一般漏失。
[0031]本专利技术方法选取了12个录井参数，包括泵冲(PUMP)、立管压力(SPP)、出口流量(FLOWOUT)和泥浆池体积(PIT)、钻压(WOB)、大钩高度(HKH)、大钩负荷(WOH)、钻头位置(BITDEPTH)、井深(DEPTH)、出口密度(MWOUT)、dc指数(dc)和全烃(TG)；其中，泵冲用来判断泥浆泵的工作状态，立管压力、出口流量和泥浆池体积用于判别溢流、井漏异常；钻压、大钩负荷、大钩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气井钻井溢流、井漏异常的判别方法，其特征在于，根据钻井状态，利用立管压力、出口流量和泥浆池体积三个参数判别溢流和/或井漏异常：关泵状态下，若出口流量不为零或泥浆池体积增加，则判定为溢流异常；在开泵状态下，对立管压力进行归一化，根据归一化后立管压力的变化情况，利用出口流量和泥浆池体积的变化进行溢流和/或井漏异常判别。2.根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，立管压力归一化计算公式如式(1)所示：式中，SPP
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为归一化后的立管压力，SPP为采样时综合录井仪获得的立管压力，单位均为MPa；PUMP
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为采样时刻泵冲，PUMP为采样前一刻泵冲，单位均为冲/min。3.根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，在归一化后的立管压力不变或下降的情况下，若出口流量和泥浆池体积同时上升；或，出口流量上升，泥浆池体积不变；或，出口流量不变，泥浆池体积上升；则判别为溢流异常；归一化后的立管压力不变的情况下，出口流量和泥浆池体积同时下降；或，出口流量下降，泥浆池体积不变；或，出口流量不变，泥浆池体积下降；则判别为井漏异常。4.根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，归一化后的立管压力上升的情况下，出口流量上升或泥浆池体积上升，则判定为溢流异常。5.根据权利要求1
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4任一项所述的判别方法，其特征在于，出口流量计算公式如式(2)所示：式中，FLOWOUT
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为采样时刻的出口流量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周汉国，张丁涌，崔强，徐黎明，张胜强，齐晔，赵岷，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，
类型：发明
国别省市：