基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置及方法

摘要

本发明提供一种基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置及方法，结构简单，设计合理，识别快速准确，无需起钻，操作方便。所述方法包括，将随钻超声波井径测井的数据与实时深度进行匹配，得到实时测井曲线和成像图；根据实时测井曲线和成像图，进行曲线响应特征差异性分析，得到井漏判断曲线的差异性特征；根据设定阈值判断所有井漏判断曲线的差异性特征是否符合，若全部符合则对应深度处发生井漏；根据实时测井曲线和成像图，通过曲线深度半幅点拾取法，得到井漏深度位置。

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探中井漏位置确定方法，具体为一种基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置及方法。

背景技术

井漏是由于钻井液液柱压力大于地层压力产生的正压差导致钻井液向地层中的孔隙、裂缝及溶洞等的漏失，是钻井过程中必须要解决的一项重要难题，也是钻井工程中普遍存在的井下复杂情况之一，易引起井喷、井塌、卡钻等井下其它复杂情况，诱发导致井下恶性事故，故井漏是油气井工程灾害之一。根据漏失通道钻井井漏分为四种类型，一是渗透型漏失，二是裂缝型漏失，三是溶洞型漏失，四是综合型漏失。井漏的危害主要有：污染地层，使地层渗透率下降，也会使地层由亲油性变成亲水性；还会造成钻井无法正常进行，造成钻井延误，损失大量的钻井液和堵漏材料，造成钻井事故，甚至导致井眼报废；假如井漏发生在油层段，会造成油层污染，使得后期油井开发收到很大影响。堵漏方案不准确，会造成人力、物力、财力损失。

目前现有确定井漏位置的方法如下：

观察法：观察钻进情况。在钻开天然裂缝岩层段时，钻井液通常会突然快速漏失，并伴有扭矩增大和憋跳现象。若以前未曾发生过井漏，此现象便是井漏出现在井底的可靠显示。

环空磨阻法：在钻进过程中，如果发生有进有出的井漏，泵入井内的钻井液一部分漏入地层，一部分从漏层以上环空反至地面，使漏层以上环空磨阻减小，立管压力也随之发生变化。在一定条件下，立管压力变化的大小取决于漏失量的大小和漏层位置。漏失量越大，立管压力变化越大；漏层位置越深，立管压力变化亦越大。一旦发生井漏后，测得钻井液循环系统进出口流量和立管压力变化值，按一定的环空磨阻公式便可计算出漏层位置。

动液压法：在正循环过程中，测出钻井液流出井口的流量和相应的漏失量，然后进行反循环洗井。在反循环过程中改变注入量，直至达到正循环过程中的漏失量，同时测量此时流出井口的流量，按一定的计算公式可算出漏层深度。

井温测量法：该方法的原理是钻井液在井内受地层温度的影响形成一定的温度梯度。若钻遇漏失层，漏层上方井内具有一定温度的钻井液漏入漏层，而下部钻井液保持较高的温度。当地面温度较低的钻井液打入井内后，立即进行井温测量，其钻井液液柱的地温梯度曲线就会在漏失处出现异常。

转子流量计法：其原理是利用钻井液在漏层处的漏失使转子转速加快，通过流量计的流量增大。小型转子流量计用单根电缆下入井内，测出各井深位置的流量变化，流量突然变大处即为漏失处。

上述的现有技术都需要在起钻的过程中或者是实际的操作过程中，通过测试对应的参量确定井漏位置，导致其操作复杂，实际上位置确定的时间也较为滞后，无法在起钻前就确定井漏位置进行对应的处理，就相当于是在使用时发现问题再解决问题，无法提前确定，造成多次起钻。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置及方法，结构简单，设计合理，识别快速准确，无需起钻，操作方便。

本发明是通过以下技术方案来实现：

基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别方法，包括，

将随钻超声波井径测井的数据与实时深度进行匹配，得到实时测井曲线和成像图；

根据实时测井曲线和成像图，进行曲线响应特征差异性分析，得到井漏判断曲线的差异性特征；

根据设定阈值判断所有井漏判断曲线的差异性特征是否符合，若全部符合则对应深度处发生井漏；

根据实时测井曲线和成像图，通过曲线深度半幅点拾取法，得到井漏深度位置。

优选的，所述随钻超声波井径测井的数据，由放射性超声井径成像短节采集，经泥浆脉冲方式传输至地面的随钻成像测井系统进行记录汇总和解编处理。

优选的，所述的实时深度由地面深度系统采集得到。

优选的，所述的井漏判断曲线包括电阻率曲线、岩性密度曲线、补偿中子曲线、自然伽马曲线和井径曲线。

进一步，所述的井漏判断曲线的差异相应特征对应的设定阈值分别如下，电阻率曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

岩性密度曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

补偿中子曲线的曲线数值出现正差异响应特征；

自然伽马曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

超声井径曲线的曲线数值出现正差异响应特征。

优选的，得到井漏深度位置后，还包括根据如下公式得到压井液密度，用于进行压井堵漏；

P＝ECD gh；

其中，P为环空压力，ECD为当量循环密度即压井液密度，h为井漏深度，g为重力加速度。

基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置，包括：

数据处理模块，用于将随钻超声波井径测井的数据与实时深度进行匹配，得到实时测井曲线和成像图；

差异性特征模块，用于根据实时测井曲线和成像图，进行曲线响应特征差异性分析，得到井漏判断曲线的差异性特征；

判断模块，用于根据设定阈值判断所有井漏判断曲线的差异性特征是否符合，若全部符合则对应深度处发生井漏；

井漏深度计算模块，用于根据实时测井曲线和成像图，通过曲线深度半幅点拾取法，得到井漏深度位置。

优选的，所述的判断模块中所述的井漏判断曲线的差异相应特征对应的设定阈值分别配置为，

电阻率曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

岩性密度曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

补偿中子曲线的曲线数值出现正差异响应特征；

自然伽马曲线的曲线数值出现负差异响应特征；

超声井径曲线的曲线数值出现正差异响应特征。

一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行时实现如上任一项所述的基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时用以实现如上任一项所述的基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过使用随钻实时测井资料，实时得到测井曲线和成像图，经过特征曲线也就是井漏判断曲线的差异性特征进行井漏的识别，全过程无需起钻，能够识别一处或多处井漏位置，方法高效准确，操作快捷方便。

进一步的，利用随钻测井曲线中的电阻率曲线、岩性密度曲线、补偿中子曲线、自然伽马曲线和井径曲线，在井漏位置表现出相对于围岩基线独特的曲线响应特征，通过全部符合设定阈值进行判断，能够快速识别一处或多处井漏位置。

进一步的，利用P＝ECD gh可快速计算压井液密度，为压井堵漏方案提供依据，较常规测井资料更高效更安全。

附图说明

图1为本发明实例中所述方法的流程图。

图2为本发明实例中所述综合随钻测井曲线、成像图及解释剖面和结论展示井漏位置。

图3为本发明实施例中所述装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

随着测井技术的发展，测井在发挥“地质”眼睛作用的同时，在工程方面也发挥了很大的作用。通过使用随钻超声波井径测井识别钻井液漏失位置，快速计算压井液密度，为压井堵漏方案提供依据，更高效更安全。

本发明是石油勘探开发过程中的一种利用随钻测井资料解决钻井工程问题的方法。井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变形情况。本发明基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置及方法，是在裸眼井中应用随钻测井超声波井径曲线识别泥浆漏失层。

如图1所示，本实施例提供一种基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别方法，其包括，

将随钻超声波井径测井的数据与实时深度进行匹配，得到实时测井曲线和成像图；

根据实时测井曲线和成像图，进行曲线响应特征差异性分析，得到井漏判断曲线的差异性特征；

根据设定阈值判断所有井漏判断曲线的差异性特征是否符合，若全部符合则对应深度处发生井漏；

根据实时测井曲线和成像图，通过曲线深度半幅点拾取法，得到井漏深度位置。

与其对应的，如图3所示，本实施例还提供一种基于随钻超声波井径测井的井漏位置识别装置，包括：

数据处理模块，用于将随钻超声波井径测井的数据与实时深度进行匹配，得到实时测井曲线和成像图；

差异性特征模块，用于根据实时测井曲线和成像图，进行曲线响应特征差异性分析，得到井漏判断曲线的差异性特征；

判断模块，用于根据设定阈值判断所有井漏判断曲线的差异性特征是否符合，若全部符合则对应深度处发生井漏；

井漏深度计算模块，用于根据实时测井曲线和成像图，通过曲线深度半幅点拾取法，得到井漏深度位置。

本优选实例中，主要包括如下具体的步骤。

一、数据采集

本技术主要使用贝克休斯AutoTrak旋转导向随钻成像测井系统和LithoTrak放射性&超声井径成像短节进行随钻测井数据采集，通过泥浆脉冲方式传输至地面。

贝克休斯AutoTrak旋转导向传感器系统再进行泥浆脉冲信号及地面深度信号等相关模拟信号采集。

二、数据处理

地面解码箱体SARA2负责进行汇总解编处理，工控机将解编处理后的井下测井数据与地面深度系统进行测井数据与实时深度匹配，完成数据处理，实现实时生成测井曲线及成像图，以便提供实时数据分析。

三、数据判断

通过与深度对应的实时测井曲线及成像图，进行曲线响应特征差异性分析。井漏往往是泥浆液柱压力大于地层压力导致，当泥浆液柱压力大于地层压力时，会导致地层破碎产生裂缝。当井漏发生时数据曲线主要表现特征为：

1、电阻率曲线：井漏时钻井液迅速进入井漏位置，由于钻井液为低电阻，导致该位置测井仪器电阻率响应数值相比于为受侵入围岩低，曲线数值出现负差异响应特征；

2、岩性密度曲线：井漏导致地层破碎产生裂缝，因此所测密度数值小于围岩，曲线数值出现负差异响应特征；

3、补偿中子曲线：井漏泥浆侵入地层后，所测补偿中子数值大于围岩，曲线数值出现正差异响应特征；

4、自然伽马曲线：因地层出现裂缝、扩径，伽马探管距离井壁距离增大，地层伽马贡献值降低，自然伽马曲线数值出现负差异响应特征；

5、超声井径曲线:地层被压裂后，井壁垮塌出现扩径，所测井径大于正常井眼尺寸，曲线数值出现正差异响应特征。

四、结论得出

当实时曲线同时满足上述响应特征时，判定为井漏。利用曲线深度半幅点拾取法，最终确定井漏深度位置，为压井堵漏提供准确信息。

利用随钻测井资料，能够实时、直观、快速、准确的识别钻井过程中泥浆漏失位置，并利用P＝ECD gh公式，其中，P为环空压力，ECD为当量循环密度即压井液密度，h为井漏深度，g为重力加速度。可快速计算压井液密度，为压井堵漏方案提供依据，达到优化压井效率目的。

参考图2所示，电阻率曲线数值降低、岩性密度曲线数值降低、补偿中子曲线数值增大、自然伽马曲线数值降低、井径曲线数值增大，井眼扩径明显，显示为井漏，通过深度半幅点拾取法可确定井漏位置在1816-1817米。

采用本发明的识别方法，NP8井是一口致密油开发水平井，目的层长71，设计水平段长度1800m，本井使用贝克休斯AutoTrak旋转导向随钻成像测井系统和LithoTrak放射性&超声井径成像短节进行随钻导向和测井，该井钻进过程中，不仅发生井漏，也伴随井涌现象。

当钻井深度在1800-1820m时，随钻测井电阻率曲线数值由50Ωm降到2Ωm、密度曲线数值由2.55g/cm3降低到1.8g/cm3、自然伽马曲线数值由85降低到60API，补偿中子数值由14PU升高到48PU、井径成像图颜色明显变深，反映出井眼扩径特征，如图2所示，电阻率曲线数值降低、岩性密度曲线数值降低、补偿中子曲线数值增大、自然伽马曲线数值降低、井径曲线数值增大，井眼扩径明显，综合上述技术参数判断井漏，从工控机软件上自动拾取井漏位置在1816-1817米，裂缝宽度1m左右，钻井队通过泥浆量的变化也发现井漏。井队先用随钻堵漏剂，后采用核桃壳、玻璃渣等大颗粒完成了堵漏作业。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。