钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法及装置与流程

本技术属于石油勘探开发钻井工程，具体涉及一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法及装置。

背景技术：

1、溢流和漏失是影响油气钻井施工安全的最为严重的两种复杂情况，现有的溢流和漏失监测方法存在着监测不够实时、溢流漏失量计量精度低的缺陷，进而有可能因为发现不及时或者处理不当而造成井塌、卡钻、井喷等复杂事故。

2、在现有技术中，钻井液池液面监测法是钻井现场溢流漏失早期监测的一种常用方法。具体地，正常钻进时，钻井液池是一个封闭的体积固定系统，对循环池内的钻井液液位进行监测，液面升高超过一定值代表井涌，液面降低超过一定值代表漏失。其液面检测形式主要有标尺式、超声波式、光纤式、差压式、磁致伸缩式等多种形式。

3、上述的钻井液池液面监测方法存在以下问题，首先钻井液必须从井口通过防溢管流过振动筛、再经过钻井液槽回到钻井液池，使得监测溢流和漏失需要的反应时间长；其次，由于钻井液池体积大，常规泥浆罐的内空截面积约为20m2，当溢流或漏失量小于1m3时，4个泥浆罐的液面高度变化不到1cm，而泥浆池液位监测装置误差在1cm左右，因此对小于1m3的溢流和漏失监测误差大，故不能灵敏地检测溢流和漏失的发生，溢流漏失发现较晚容易错失关井最佳时机。

4、综上所述，基于总池体积和相对流量参数判断溢流和漏失的方法粗略，难以排除泵效率不稳定、地面人为倒泥浆等操作造成的干扰，容易误报、漏报。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法，该方法可以快速精准的发现早期溢流和漏失，规避误报、漏报、迟报的发生。

2、本发明的另一个目的在于提供一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控装置。本发明的还一个目的在于提供一种电子设备，该电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法的步骤。本发明的还一个目的在于提供一种可读介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法的步骤。

3、为解决本技术背景技术中的技术问题，本发明提供以下技术方案：

4、第一方面，本发明提供一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法，包括：

5、分别获取井筒的瞬时出口钻井液流量以及瞬时入口钻井液流量；

6、根据所述瞬时出口钻井液流量以及所述瞬时入口钻井液流量生成钻井液溢流以及漏失的初步监控数据；

7、根据所述井筒的当前工况对所述初步监控数据进行修正，以监控所述井筒的钻井液溢流以及漏失。

8、在本发明的一实施例中，所述分别获取井筒的瞬时出口钻井液流量以及瞬时入口钻井液流量，包括：

9、通过预设在所述井筒的钻井液排出管上的质量流量计获取所述瞬时出口钻井液流量；

10、通过预设在所述井筒的钻井液输入管上的超声波时差流量计获取所述瞬时入口钻井液流量。

11、在本发明的一实施例中，所述通过预设在所述井筒的钻井液排出管上的质量流量计获取所述瞬时出口钻井液流量，包括：

12、在所述钻井液排出管上设置旁通管道；

13、在所述旁通管道上设置所述质量流量计；

14、在所述旁通管道对应的钻井液排出管对应的位置上设置阀门，其中，所述阀门用于监控所述钻井液溢流以及漏失时，使钻井液从所述旁通管流出所述井筒。

15、在本发明的一实施例中，根据所述瞬时出口钻井液流量以及所述瞬时入口钻井液流量生成钻井液溢流以及漏失的初步监控数据，包括：

16、实时计算所述瞬时出口钻井液流量与所述瞬时入口钻井液流量之间的差值；

17、根据所述差值生成所述初步监控数据。

18、在本发明的一实施例中，根据所述井筒的当前工况对所述初步监控数据进行修正，包括：

19、根据所述井筒的当前钻井深度计算所述井筒内钻具的体积；

20、根据所述当前工况判断所述体积的正负值；

21、根据具有所述正负值的钻具的体积修正所述初步监控数据。

22、在本发明的一实施例中，钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法，还包括：

23、根据所述井筒的当前井深以及钻头的当前深度确定所述当前工况，其中，所述当前工况包括钻井工况以及循环工况。

24、在本发明的一实施例中，根据所述井筒的当前工况对所述初步监控数据进行修正，以监控所述井筒的钻井液溢流以及漏失，还包括：

25、在预设时间内，累计修正后的初步监控数据；

26、根据所述预设时间内累计后的初步监控数据的平均值以及标准偏差确定监控阈值；

27、根据所述修正后的初步监控数据以及所述监控阈值监控所述井筒的钻井液溢流以及漏失。

28、第二方面，本发明提供一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控装置，该装置包括：

29、流量获取模块，用于分别获取井筒的瞬时出口钻井液流量以及瞬时入口钻井液流量；

30、溢流初步监控模块，用于根据所述瞬时出口钻井液流量以及所述瞬时入口钻井液流量生成钻井液溢流以及漏失的初步监控数据；

31、监控数据修正模块，用于根据所述井筒的当前工况对所述初步监控数据进行修正，以监控所述井筒的钻井液溢流以及漏失。

32、在本发明的一实施例中，流量获取模块包括：

33、出口流量获取单元，用于通过预设在所述井筒的钻井液排出管上的质量流量计获取所述瞬时出口钻井液流量；

34、入口流量获取单元，用于通过预设在所述井筒的钻井液输入管上的超声波时差流量计获取所述瞬时入口钻井液流量。

35、在本发明的一实施例中，所述出口流量获取单元包括：

36、旁通管道设置单元，用于在所述钻井液排出管上设置旁通管道；

37、质量流量计设置单元，用于在所述旁通管道上设置所述质量流量计；

38、阀门设置单元，用于在所述旁通管道对应的钻井液排出管对应的位置上设置阀门，其中，所述阀门用于监控所述钻井液溢流以及漏失时，使钻井液从所述旁通管流出所述井筒。

39、在本发明的一实施例中，所述溢流初步监控模块包括：

40、差值计算单元，用于实时计算所述瞬时出口钻井液流量与所述瞬时入口钻井液流量之间的差值；

41、溢流初步监控单元，用于根据所述差值生成所述初步监控数据。

42、在本发明的一实施例中，所述监控数据修正模块包括：

43、钻具体积计算单元，用于根据所述井筒的当前钻井深度计算所述井筒内钻具的体积；

44、正负值判断单元，用于根据所述当前工况判断所述体积的正负值；

45、监控数据修正单元，用于根据具有所述正负值的钻具的体积修正所述初步监控数据。

46、在本发明的一实施例中，钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控装置，还包括：

47、当前工况确定模块，用于根据所述井筒的当前井深以及钻头的当前深度确定所述当前工况，其中，所述当前工况包括钻井工况以及循环工况。

48、在本发明的一实施例中，所述监控数据修正模块还包括：

49、监控数据累计单元，用于在预设时间内，累计修正后的初步监控数据；

50、监控阈值确定单元，用于根据所述预设时间内累计后的初步监控数据的平均值以及标准偏差确定监控阈值；

51、监控数据修正单元，用于根据所述修正后的初步监控数据以及所述监控阈值监控所述井筒的钻井液溢流以及漏失。

52、第三方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法的步骤。

53、第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法的步骤。

54、第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法的步骤。

55、从上述描述可知，本发明实施例提供一种钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法及装置，对应的钻井过程中钻井液溢流以及漏失的监控方法包括：首先分别获取井筒的瞬时出口钻井液流量以及瞬时入口钻井液流量；接着，根据瞬时出口钻井液流量以及瞬时入口钻井液流量生成钻井液溢流以及漏失的初步监控数据；最后根据井筒的当前工况对初步监控数据进行修正，以监控井筒的钻井液溢流以及漏失。

56、本发明在钻井施工过程中，实现了钻井液出口流量和钻井液入口流量的实时定量监测；能够智能快速精准的识别早期溢流漏失，弥补了现有的溢流以及漏失的监测方法监测精度不高，易误报、漏报、迟报的不足，进而降低了钻井溢流漏失的风险。