[发明专利]一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法

说明书

本发明属于石油天然气生产安全监控技术领域，涉及一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法，其包含以下步骤：通过分布式光纤采集井筒温度值，获得实际钻井过程中的井筒温度值；根据建立的环空内钻井液温度分布模型计算正常钻井工况下的环空内钻井液温度；分析实际温度数据与计算温度数据，准确判断溢流或漏失发生的时刻及具体位置，发出警报；本发明可以满足超深井、高腐蚀井、复杂地层的溢流和井漏实时监测需求，并可准确可靠找出钻井过程中溢流或井漏发生的具体位置，采用智能化监测报警流程实现无人值守情况下的实时自动监测，在溢流井漏发生时进行及时、准确的报警；方法容易实现，监测效果明显，可以很好解决钻井生产中的难题。

技术领域

本发明属于石油天然气生产安全监控技术领域，具体涉及一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法。

背景技术

溢流和漏失在石油天然气钻井作业中十分常见，地层流体一旦失去控制就会发生溢流，严重时将无法进行正常钻井作业，甚至会严重破坏生态环境和地下资源；漏失的发生则会浪费大量的钻井液，漏失严重时钻井施工不得不中断，进而导致钻井施工周期的延长，造成大量人力、物力和财力的浪费。

目前，国内外主要采用地面监测和井下监测两种方法对钻井过程进行溢流或漏失监测。其中地面监测方法较为经济实用，但无论是钻井液池液面监测方法还是进出口流量监测方法，都存在着溢流或者漏失发现时间的滞后，及时性和准确性较差等问题；井下监测方法虽较为及时，但目前普遍存在着井下数据在传输过程中失真导致监测精度较低的问题；上述方法在需要确定溢流或漏失发生的位置时往往需要进行停钻然后再进行专门测井测量，由此引起的起下钻过程和测井作业对整个钻井过程的施工进度以及施工成本造成了不小的影响。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法，可以有效解决上述背景技术中提出的监测精度较低、监测及时性和准确性较差等问题，可以在钻井过程中及时发现溢流或者漏失。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法运用分布式光纤测温系统对钻井过程中环空内上返的钻井液温度进行实时监测，发现溢流井漏；利用溢流井漏监测报警系统对分布式光纤测温系统所得实际钻井过程中环空内钻井液温度分布数据进行综合分析，及时判断是否发生了溢流或井漏，给出溢流或井漏发生的具体井深并发出警报，达到在钻井过程中对溢流和井漏进行实时监测的技术效果。

进一步地，所述分布式光纤测温系统，包括高功率脉冲半导体激光器(1)，固定连接在高功率脉冲半导体激光器(1)末端的激光器驱动电源(2)，毛细管(3)固定于钻杆外壁，毛细管(3)内安装有分布式传感光纤(4)，双向光纤耦合器(5)、波分复用器(6)及雪崩光电二极管(7)固定在井眼位置，信号处理装置(8)架设在地面。

进一步地，所述溢流井漏监测报警系统，包括主控计算机(9)和报警设备(10)。

本发明提供的基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置的方法，运用高功率脉冲激光器(1)、分布式传感光纤(4)、双向光纤耦合器(5)、波分复用器(6)及雪崩光电二极管(7)对钻井过程中环空内钻井液进行实时监控，利用信号处理装置(8)将采集到的光电信号实时转化为环空内钻井液温度数据传送给主控计算机(9)；根据所建立的钻井过程中环空内钻井液温度分布模型计算钻井过程中环空内钻井液温度；通过对钻井过程中环空内钻井液温度的实时测量采集和建立模型的计算，进行综合分析对比，及时判断是否发生了溢流或井漏，并找出溢流或井漏发生的具体位置且发出警报，达到在钻井过程中对溢流和井漏进行实时监测的目的。

本发明提供的基于分布式光纤的实时监测溢流和漏失位置方法的处理流程如下：