对事件检测自动响应的钻井方法技术

一种钻井方法，可包括通过对钻井期间生成的参数签名与表示钻井事件的事件签名进行比较而检测钻井事件、以及响应于源自参数签名与事件签名的比较而生成的至少部分匹配来自动控制钻井作业。一种钻井系统，可包括控制系统，将钻井作业的参数签名与表示钻井事件的事件签名进行比较，和控制器，响应于由参数签名和事件签名之间的至少部分匹配所表示的钻井事件来控制钻井作业。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及结合地下井使用的设备以及执行的操作，在这里描述的一个实施例中，特定地，提供了。
技术介绍
在钻井作业中，期望在某些事件发生时就能标识这些事件，以致可尽可能快地采取任何需要的补救措施。事件可以是正常的、预期的事件，在该情况中，还期望能够根据这些事件的标识来控制钻井作业。因此，可理解，本
中需要改进。【附图说明】图1是可实施本公开的原理的井系统的示意图。图2是表示实施本公开的原理的一方法的流程图。图3是可用于图2的方法中的参数签名生成过程的示例的流程图。图4是可用于图2的方法中的事件签名生成和事件标识过程的示例的流程图。图5是可用于图2的方法中的事件和对应的事件签名的列表。【具体实施方式】在图1中代表性且示意性地示出可结合本公开的各原理的钻井系统10与相关联的方法。在系统10中，通过旋转位于钻柱16末端的钻头14来钻掘井眼12。通常已知为泥浆的钻井液18向下通过钻柱16、从钻头14出来、并向上通过形成于钻柱和井眼12之间的环形区域20而循环，以便使钻头冷却、润滑钻柱、移除钻屑、并提供井底压力控制的测量。止回阀21 (—般是挡板式检查阀)防止钻井液18向上流动通过钻柱16 (例如，当在钻柱中设置连接时)。在受控压力钻井以及其它类型的钻井操作中，井底压力的控制是非常重要的。优选地，准确地控制井底压力以防止进入围绕井眼12的地层的过量流体损耗、不期望的地层断裂、不期望的地层流体注入井眼等。在典型的受控压力钻井中，期望的是维持井底压力使之恰大于地层的孔隙压力而不超过地层的断裂压力。在典型的欠平衡钻井中，期望的是维持井底压力使之略小于孔隙压力，藉此得到来自地层的流体的受控流入。可把氮气、或另一种气体、或重量较轻的另一种流体，添加到钻井液18中进行压力控制。这个技术是例如在欠平衡钻井作业中是有用的。在系统10中，通过使用旋转控制设备22 (RCD)关闭环形区域20 (例如，隔离其与大气的交换并使该环形区域在地面(surface)处或地面附近被加压)可得到对于井底压力的附加控制。RCD22使井口 24上方的钻柱16密封。虽然在图1中没有示出，但钻柱16将向上延伸通过RCD22以连接至，例如，转盘(未示出)、立管管线26、方钻杆(未示出)、顶部驱动器、和/或其它常规钻井设备。钻井液18经由与位于RCD22下的环形区域20连接的翼阀28离开井口 24。然后钻井液18流过钻井液返回管线30、73到包括多个冗余阻流器(choke)34 (每次只用其中之一)的阻流管汇32。通过可变地限制钻井液18流过运转的阻流器(多个)34，把背压施加至环形区域20。对流过阻流器34的限制越大，施加至环形区域20的背压越大。因此，通过改变施加至环形区域20的背压可便于调整井底压力。可使用液压系统模型来确定在地面处或附近施加至环形区域20的压力，该压力导致期望的井底压力，以致操作者(或自动控制系统)可易于确定如何调整在地面处或附近施加至环形区域的压力(这可便于测量)，从而得到期望的井底压力。可经由多种压力传感器36、38、40，在地面处或附近测量施加至环形区域20的压力，该压力传感器的每一个都与环形区域20通信。压力传感器36检测位于RCD22下但高于防喷器(BOP)组42处的压力。压力传感器38检测BOP组42下的井口中的压力。压力传感器40检测阻流管汇32上游的钻井液返回管线30、73中的压力。另一个压力传感器44检测钻井液注入(立管)管线26中的压力。又另一个压力传感器46检测阻流管汇32下游但位于分离器48、振动筛(shaker)50、和泥浆池52上游的压力。附加传感器包括温度传感器54、56、科里奥利(Coriolis)流量计58、以及流量计62、64、66。并非所有这些传感器都是必需的。例如，系统10可只包括三个流量计62、64、66中的两个。然而，对于液压系统模型确定钻井作业期间应该把什么压力施加至环形区域20来说，来自传感器的输入是有用的。此外，钻柱16可包括它自己的传感器60，例如，来直接测量井底压力。这样的传感器60可以是本领域技术人员已知的类型，诸如随钻压力(PWD)、随钻测量(MWD)、和/或随钻测井(LWD)系统。这些钻柱传感器系统一般提供至少压力测量，还可提供温度测量、钻柱特性的检测(诸如振动、扭矩、rpm、钻头上重量、粘滑等)、地层特性(诸如阻力、密度等)、流体特性、和/或其它测量值。可使用各种形式的遥测(声学、压力脉冲、电磁等)把井下传感器测量值发送到地面。如果期望，系统10中可包括附加传感器。例如，可使用另一个流量计67来测量离开井口 24的钻井液18的流量，可在钻井平台泥浆泵68的上游或下游直接互连另一个科里奥利流量计(未示出)，等等。可与分离器48 —起使用压力和液位传感器，可使用液位传感器来表示泥浆池52中钻井液的体积，等等。如果期望，系统10中可包括更少的传感器。例如，代替使用流量计62或任何其它流量计，可通过计数泵冲程来确定钻井平台泥浆泵68的输出。注意，分离器48可是3或4相分离器，或泥浆气体分离器(有时称之为“简易除气器(poor boy degasser)”)。然而,系统10中并不必需使用分离器48。通过立管管线26泵入钻井液18，并且通过钻井平台泥浆泵68泵入钻柱16的内部。泵68接收来自泥浆池52的钻井液18，并且使它经由立管管汇70流入立管26，然后流体循环向下通过钻柱16，向上通过环形区域20，通过钻井液返回管线30、73，通过阻流管汇32，然后经由分离器48和振动筛50到泥浆池52进行循环以调整和再循环。注意，在目前为止所述的系统10中，不能使用阻流器34来控制施加至环形区域20的背压以控制井底压力，除非钻井液18正流过阻流器。在常规过平衡钻井作业中，任何时候在钻柱16中建立连接时(例如，当井眼12被钻掘得更深时，要为钻杆增加另一钻杆长度)会发生这种情况，而缺乏循环会要求仅通过钻井液18的密度来调整井底压力。然而，在系统10中，即使当在钻柱中建立连接时流体没有通过钻柱16和环形区域20循环，也可维持钻井液18流过阻流器34。因此，即使可不使用分离背压泵，仍可通过限制流过阻流器34的钻井液18把压力施加至环形区域20。取而代之，当在钻柱16中建立连接时，钻井液18经由旁路管线72、75从泵68流到阻流管汇32。因此，钻井液18可旁通立管管线26、钻柱16、以及环形区域20，且可直接从泵68流到与环形区域20保持通信的泥浆返回管线30、73。通过阻流器34限制这个流动将藉此导致把压力施加至环形区域20。如图1所描绘，旁路管线75和泥浆返回管线30两者经由单个管线73与环形区域20通信。然而，取而代之，旁路管线75和泥浆返回管线30完全可分开地连接到井口 24，例如，使用附加的翼阀(例如，位于RCD22下)，在该情况中，管线30、75的每一个可直接与环形区域20通信。虽然这样在钻井平台现场可能需要某些附加管道设备(plumbing)，但是环形区域压力的效果基本上与把旁路管线75和泥浆返回管线30连接到公共管线73的情况相同。因此，应该理解，可使用系统10的部件的各种不同配置而不偏离本公开的原理。通过阻流器或其它类型的流控制设备74来调整流过旁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井方法，包括：通过对钻井期间生成的参数签名与表示钻井事件的事件签名进行比较而检测钻井事件；以及响应于源自所述参数签名与所述事件签名的比较的至少部分匹配而自动控制钻井作业。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种钻井方法,包括: 通过对钻井期间生成的参数签名与表示钻井事件的事件签名进行比较而检测钻井事件；以及 响应于源自所述参数签名与所述事件签名的比较的至少部分匹配而自动控制钻井作业。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括响应于所述检测而自动地调节阻流器。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括流入量，其中所述自动控制还包括响应于检测所述流入量而自动地使阻流器关闭预定量。4.如权利要I求所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括流体损耗，其中所述自动控制还包括响应于检测所述流体损耗而自动地使阻流器打开预定量。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测还包括检测所述钻井事件已经发生。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测还包括检测所述钻井事件实质上可能发生。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括钻杆连接过程的开始。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括钻杆连接过程的完成。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括响应于检测钻杆连接过程的完成而自动地恢复通过钻柱的循环流。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括在a)维持期望的井眼压力；以及b)维持期望的立管压力，之间自动地切换。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括流入量。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括自动实现井控制过程。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述井控制过程包括把流体流转移到钻井平台阻流管汇。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述自动实现井控制过程还包括自动地使不期望的流入量循环到井外。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述自动实现井控制过程还包括自动地操作阻流管汇，藉此使不期望的流入量循环到井外。16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括堵塞阻流器，其中所述自动控制还包括自动地操纵所述阻流器。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述操纵阻流器还包括交替地打开和关闭所述阻流器。18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括把流从第一阻流器自动地切换到第二阻流器。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括通过所述第一阻流器的流处于所述第一阻流器的最优工作范围之外。20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括所述第一阻流器被折衷。21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括所述第一阻流器被锁住。22.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括所述第一阻流器被堵塞。23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括第一阻流器被淘汰。24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，切换流还包括在切换期间自动地维持期望的压力。25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括超过一个或多个运转的阻流器的工作范围，其中所述自动控制还包括自动地增加许多运转的阻流器。26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括旋转控制设备密封的失效。27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括把流自动地转移到钻井平台阻流管汇。28.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括使阻流器打开预定量，从而之间释放所述旋转控制设备上的压力。29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括把钻井平台升沉信息通信给模型。30.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括钻井平台升沉。31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括自动地调节环形区域体积。32.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括自动地更新压力设置点。33.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钻井事件包括传感器的失效。34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述自动控制还包括把传感器失效通信给模型。35.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还响应于钻井作业这样的自动控制的人类授权而执行所述自动控制。36.一种钻井系统,包括: 控制系统，所述系统对钻井作业的参数签名与表示钻井事件的事件签名进行比较；以及 控制器，所述控制器响应于通过所述参数签名与所述事件签名之间的至少部分匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·戴维斯，C·巴特勒，C·M·普尔，R·豪德，A·雷诺兹，C·W·戈弗雷，F·乌里亚什，S·萨伊德，E·巴克里，J·R·洛沃恩，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：
国别省市：