考虑到深水钻井环境的特殊性,根据深水钻井与常规浅水钻井、陆地溢流监测传感器安装位置的不同,可在水上海面、水中、水下海底及井下都安装传感器进行溢流早期监测。水上监测法主要是指以平台井口转喷器处返出情况、泥浆池增量参数为依据的监测手段和方法,以提高泥浆池液面、井筒液面、进出口流量、压力等监测精度为主。水上井口非常规监测法主要是在井口通过声波或压力波等机械波及其回波监测井筒内钻井液性能变化,用于气侵监测,包括声波压力波气侵监测法、流速波法等。
由于深水钻井期间有长距离的隔水管,因此在水中或者水下海底井口可以比水上更早发现溢流。海底泥线附近是海水段溢流监测的有利位置,及早发现井下溢流、防止大量气体进入隔水管,对井控有着极其重要的作用。基于此优势,发展了多种溢流早期监测方法,如声波监测法、隔水管超声波监测法、压差监测法、水下机器人观察法等。
井下监测是为了第一时间监控地层流体侵入井筒,将监测传感器安装在钻柱上,可实现井下随钻监测。井下随钻监测法有随钻环空压力测量、随钻测井、随钻地层测试、井下微流量测量、随钻超声波流量测量技术等。“十二五”期间,依托国家863课题,中国海油牵头成功研制了监测深水表层无隔水管钻井井下溢流监测技术。该项技术通过随钻测量环空压力、钻柱内压、环空温度,并实时上传数据,当发生溢流时,随钻监测到的环空压力和ECD将降低,同时依据井下环空温度辅助判断井眼工况。(www.daowen.com)
随着智能技术和大数据的发展,逐渐形成基于历史钻井大数据的“水上、水中、水下、井下”多源监测数据融合监测方法,如图6-1所示。该方法的原理是水上、水中、水下、井下监测单元将监测参数传输至智能化数据分析平台,通过数据建模和历史井涌监测数据融合分析,实现信源多样性的决策利用。软件实时将各种风险工况表征与各项监测参数波动情况进行综合分析,当监测数据的波动变化情况符合某种风险表征规律时,分析平台自动快速、准确识别风险,判断风险强度并报警。
图6-1 基于“水上、水中、水下、井下”多源监测数据融合井喷智能监测方法
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