矿井监测方法和设备技术

本发明专利技术提出一种矿井监测方法和设备。所述矿井监测设备包括：将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下的泵，所述泵与所述矿井连接；检测荧光粉的分光光度计，与所述矿井连接。所述矿井监测方法至少包括：将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下，对所述矿井排水降压，对从所述矿井中排出地面的水进行荧光粉检测，根据检测结果判断钻井和压裂过程的有效性。根据本发明专利技术的矿井监测设备和方法，可以判断钻井和压裂过程的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井领域，具体而言，涉及一种矿井监测方法和设备，尤其涉及一种煤层气多分支水平井钻井及直井压裂的监测方法和设备。
技术介绍
随着我国煤层气进入商业开发阶段，为了追求高效益，开发商开始钻探越来越多的水平分支井。单井总进尺达到4000米以上，有的甚至达到8000米以上。分支类型也多种多样，有双分支，也有多分支，一口井有的分支多达10个。钻井工程结束后，一般都是裸眼完井，也有采用塑料管完井的例子，目前还在试验水平分段压裂，然后开始排水采气的生产过程。有的井产量很高，有的井产量很低，有的分支对生产的贡献可能比较大，有的可能比较小，有的压裂部分比较有效，有的压裂段可能不一定起很有效。我国煤层气大多数井采用直井压裂技术，大量压裂液要进入井筒周围一百多米，在一定时间内远端地层是否还能对生产有较大贡献？目前，所有上述问题都没有确定的回答。
技术实现思路
本专利技术提供一种矿井监测方法和设备，以解决现有技术难以判断钻井和压裂过程的有效性的问题。为此，本专利技术提出一种矿井监测设备，所述矿井监测设备包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下的泵，所述泵与所述矿井连接；检测荧光粉的分光光度计，与所述矿井连接。进一步地，所述泵为泥浆泵或压裂泵，所述矿井为多分支水平井或压裂直井或分段压裂的水平井，所述矿井中设有容纳所述荧光粉的容纳点。进一步地，所述分光光度计设置在所述矿井之外。本专利技术还提出一种矿井监测方法，所述矿井监测方法至少包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下，对所述矿井排水降压，对从所述矿井中排出地面的水进行荧光粉检测，根据检测结果判断钻井和压裂过程的有效性。进一步地，所述荧光粉为荧光球，通过分光光度计进行所述荧光粉检测。进一步地，所述矿井为多分支水平井，所述泵为泥浆泵，所述多分支水平井中的各分支水平井中打入不同波长的所述荧光粉。进一步地，所述矿井为压裂直井或分段压裂的水平井，所述泵为压裂泵。进一步地，所述荧光粉检测包括检测所述荧光粉波长，浓度及荧光值。进一步地，在所述矿井的一个压裂段的压裂过程中，至少两次打入荧光粉，第一次打入第一波长的荧光粉，第二次打入第二波长的荧光粉，第一波长不同于第二波长。进一步地，在所述矿井的一个压裂段的压裂过程中，打入三次荧光粉，随压裂前置液打入第一波长的荧光粉，随主压裂液打入第二波长的荧光粉，随尾液打入第三波长的荧光粉，第一波长、第二波长和第三波长均不相同。本专利技术利用荧光粉的特性，将不同波长的荧光粉打入井下，这些荧光粉在煤层水动力条件下逐步分解，跟随地层水返出地面。在钻井和压裂过程中，将这些荧光粉通过钻井液和压裂液循环到井筒的不同位置，暂时相对静止下来。随着后期排水采气过程的开展，这些不同波长，不同位置的荧光物质将逐渐分解，随着地层水被排出地面。通过分光光度计检测水中的荧光物质的波长，浓度及荧光值，做出数据变化曲线，我们就可以在一定时间内知道不同位置的井段是否还在生产，从而判断水平钻井和压裂过程的有效性，对下一步生产提出指导性的意见。根据本专利技术的矿井监测设备和方法就可以判断钻井和压裂过程的有效性。附图说明图1为根据本专利技术实施例的多分支水平井(俯视)钻井时的工作原理示意图；图2为根据本专利技术实施例的直井压裂时的工作原理示意图；图3为根据本专利技术实施例的水平井分段压裂时的工作原理示意图。附图标号说明10、直井 20、泵30、分光光度计40、分支水平井41、容纳点 50、直井 51、井口 60、煤层 61、压裂通道70、水平井 71、水平井压裂的第一段 72、水平井压裂的第二段N、水平井压裂的第N段 701、井口 80、压裂通道 Al、近端点Bi、中端点 Cl、远端点 A2、近端点 B2、中端点 C2、远端点具体实施例方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2和图3所示，根据本专利技术实施例的矿井监测设备包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下的泵20，所述泵20与所述矿井连接例如设置在井口处；检测荧光粉的分光光度计30，与所述矿井连接。分光光度计30设置在所述矿井之外，例如设置在井口处，以便及时检测。钻井或压裂时，先将荧光粉打入井下，生产时，对所述矿井排水降压，对从所述矿井中排出地面的水用分光光度计30进行荧光粉检测，检测方便快捷。如图1所示，所述矿井为多分支水平井，其中包括直井10和与直井10连接的各分支井40，多分支水平井的形状不限。所述泵20为泥浆泵，用于打入钻井液。通过泵20打入钻井液，所述多分支水平井中的各分支水平井中打入不同波段的所述荧光粉。所述荧光粉可以选用稀土荧光粉，还可以选用放射性荧光粉。选用稀土荧光粉，成本较低，选用放射性荧光粉，荧光粉发光时间长，寿命长，有利于检测。荧光粉可以为荧光球，，结构稳定，顺利到达预计的位置。荧光球由荧光粉压缩制成，在水中有缓慢均勻的分散性，IOmm荧光球要求在 50摄氏度清水中分解周期为180天以上。每个位置打入的荧光球质量不超过10kg。荧光球直径最大10mm，最小0. 1mm，大球主要用于水平钻井，能通过各级钻头的水眼，到达地层。 小球主要用于压裂时打入井下。荧光球可以采用不同波长，例如，A球、B球为不同波长的荧光球。如图1所示，多分支水平井的钻井中，当我们钻到某一位置，就通过泵将A球随着钻井液打到那里。此时A球静止下来，慢慢开始溶解/分散。钻到另外一个位置，将B球打到那里，钻到一个位置即可打入特定的荧光球。这个过程结束后，大约40天后开始生产。生产的过程是排水降压的过程。地层中的水会携带这些分解的荧光物质，返出地面。通过分光光度计30检测水样中这些荧光物质的波长，浓度及荧光值，并进行对比分析，我们就知道它们来自哪里，强度如何，从而反映其所处井段的情况。在荧光球的有效寿命期内，生产现场对排采生产产出液进行每日分析，获得各荧光球的浓度，波长，荧光值等信息，并进行对比处理。使用处理结果判断多分支水平井各段的有效性。比如我们在地面检测到了所有除了 B球外的荧光物质，那就可以断定B球所在井段堵塞了，对生产没有贡献。如果检测到B球荧光物质相对浓度很低，说明B球所在井段不通畅，对生产贡献很小。我们通过这些资料反过来认识钻井过程和地质设计，找到低产的原因。压裂也是一样的，压裂后生产通道要逐渐闭合，通过这种办法，我们知道那些通道容易闭合，反过来可以指导压裂设计和地质认识。如图1所示，对于多分支水平井，所述矿井中设有容纳所述荧光粉的容纳点41，容纳点41可以为各井筒底部，这样，可以判断此段井筒底部到分支点的生产状况。此外，也可以根据具体情况在井筒的其它位置设置，如将容纳点设在此段井筒的中上部或中下部。如图1、图2和图3所示，本专利技术还提出一种矿井监测方法，所述矿井监测方法至少包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下，对所述矿井排水降压，对从所述矿井中排出地面的水进行荧光粉检测。钻井时，将含有荧光粉的钻井液打入矿井井下，然后排水，检测荧光粉。所述荧光粉检测包括检测所述荧光粉波长，浓度及荧光值。这样，能够得到较为全面的各种数据，有利于判断的准确。用分光光度计30进行荧光粉检测，检测方便快捷、得到的数据较为全面，节省检测时间。关于多分支水平井钻井时的监测方法，前面已经描述，下面描述直井压裂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种矿井监测设备，其特征在于，所述矿井监测设备包括：将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下的泵，所述泵与所述矿井连接；检测荧光粉的分光光度计，与所述矿井连接。

【技术特征摘要】
1.一种矿井监测设备，其特征在于，所述矿井监测设备包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下的泵，所述泵与所述矿井连接；检测荧光粉的分光光度计，与所述矿井连接。2.如权利要求1所述的矿井监测设备，其特征在于，所述泵为泥浆泵或压裂泵，所述矿井为多分支水平井或压裂直井或分段压裂的水平井，所述矿井中设有容纳所述荧光粉的容纳点。3.如权利要求1所述的矿井监测设备，其特征在于，所述分光光度计设置在所述矿井之外。4.一种矿井监测方法，其特征在于，所述矿井监测方法至少包括将含有荧光粉的钻井液或压裂液打入矿井井下，对所述矿井排水降压，对从所述矿井中排出地面的水进行荧光粉检测，根据检测结果判断钻井和压裂过程的有效性。5.如权利要求4所述的矿井监测方法，其特征在于，所述荧光粉为荧光球，通过分光光度计进行所述荧光粉检测。6.如权利要求4所述的矿井监测方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡鹏，张和茂，戴先根，
申请(专利权)人：兴和鹏能源技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11