[go: up one dir, main page]

RU2565299C2 - Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes - Google Patents

Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes Download PDF

Info

Publication number
RU2565299C2
RU2565299C2 RU2013158132/03A RU2013158132A RU2565299C2 RU 2565299 C2 RU2565299 C2 RU 2565299C2 RU 2013158132/03 A RU2013158132/03 A RU 2013158132/03A RU 2013158132 A RU2013158132 A RU 2013158132A RU 2565299 C2 RU2565299 C2 RU 2565299C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
wellbore
drill string
parameter
measurement
Prior art date
Application number
RU2013158132/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013158132A (en
Inventor
Джон Л. Мл. МАЙДА
Нил Дж. СКИННЕР
Original Assignee
Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. filed Critical Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Publication of RU2013158132A publication Critical patent/RU2013158132A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2565299C2 publication Critical patent/RU2565299C2/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B21/00Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
    • E21B21/08Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/02Surface sealing or packing
    • E21B33/08Wipers; Oil savers
    • E21B33/085Rotatable packing means, e.g. rotating blow-out preventers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
    • E21B47/135Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency using light waves, e.g. infrared or ultraviolet waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/42Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators in one well and receivers elsewhere or vice versa

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: invention relates to the method for drilling of a well shaft. The method includes drilling of a well shaft by means of a continuous drilling string of lifting pipes, measurement of at least one parameter by means of an optical wave guide in a drilling string, besides, measurement includes a stage, when they determine optical back scatter along the optical wave guide, and nozzle adjustment, thus causing fluid inflow into the well shaft or fluid loss from the well shaft, at the same time measurement of at least one parameter additionally includes a stage, when they determine fluid inflow or loss.
EFFECT: increased efficiency.
26 cl, 8 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится по существу к используемому оборудованию и выполняемым операциям в бурении скважин, и в варианте осуществления, описанном в данном документе, в частности обеспечивается бурение с оптимизацией давления непрерывной бурильной колонной насосно-компрессорных труб.The present invention relates essentially to the equipment used and the operations performed in well drilling, and in the embodiment described herein, in particular, pressure optimized drilling of a continuous drill string of tubing is provided.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

В обычных операциях бурения можно использовать датчики на поверхности и в компоновке низа бурильной колонны для определения различных параметров, влияющих на операции бурения. Однако такие датчики не измеряют параметры вдоль бурильной колонны и имеют ограниченную применимость в определении притока флюида в ствол скважины, или в определении потери флюида из ствола скважины.In conventional drilling operations, surface sensors and the bottom of the drill string can be used to determine various parameters that affect drilling operations. However, such sensors do not measure parameters along the drill string and have limited applicability in determining fluid inflow into a wellbore, or in determining fluid loss from a wellbore.

Поэтому следует понимать, что требуются улучшения в технике измерения параметров в операциях бурения. Данные улучшения могут быть полезны в рассмотренных выше и других ситуациях.Therefore, it should be understood that improvements are required in the technique of measuring parameters in drilling operations. These improvements may be useful in the above and other situations.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 показана частично в сечении скважинная система и соответствующий способ осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a borehole system and corresponding method for implementing the present invention.

На фиг. 2 показана блок-схема системы управления технологическим процессом, которую можно использовать со скважинной системой и способом по фиг. 1.In FIG. 2 shows a block diagram of a process control system that can be used with the well system and method of FIG. one.

На фиг. 3 показана другая конфигурация скважинной системы.In FIG. 3 shows another configuration of a downhole system.

На фиг. 4 показана с увеличением в местном разрезе скважинная система.In FIG. 4 shows an enlarged local section of the borehole system.

На фиг. 5 показан график зависимости температуры от глубины в стволе скважины, причем, график содержит индикацию потери флюида из ствола скважины.In FIG. 5 is a graph of temperature versus depth in a wellbore, wherein the graph contains an indication of fluid loss from the wellbore.

На фиг. 6 показан график зависимости температуры от глубины вдоль ствола скважины, график содержит индикацию притока флюида в ствол скважины.In FIG. Figure 6 shows a graph of temperature versus depth along the wellbore; the graph contains an indication of fluid flow into the wellbore.

На фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций способа определения притока и ответного регулирования штуцера при осуществлении настоящего изобретения.In FIG. 7 is a flowchart of a method for determining inflow and responsive control of a fitting in an embodiment of the present invention.

На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций способа определения потери флюида и ответного регулирования штуцера при осуществлении настоящего изобретения.In FIG. 8 is a flowchart of a method for determining fluid loss and responsive control of a fitting in an embodiment of the present invention.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

На фиг. 1 показана скважинная система 10 и соответствующий способ осуществления настоящего изобретения. В системе 10 ствол 12 скважины бурится вращающимся буровым долотом 14 на конце трубной бурильной колонны 16. Циркуляция бурового раствора 18, обычно называемого промывочным раствором, осуществляется вниз через бурильную колонну 16 с выходом из бурового долота 14 и вверх через кольцевое пространство 20, образованное между бурильной колонной и стволом 12 скважины, для охлаждения бурового долота, смазки бурильной колонны, удаления бурового шлама и обеспечения управления давлением на забое скважины. Обратный клапан 21 (в общем, обратный клапан типа заслонки) предотвращает проход бурового раствора 18 вверх через бурильную колонну 16.In FIG. 1 shows a borehole system 10 and a corresponding embodiment of the present invention. In system 10, the wellbore 12 is drilled with a rotating drill bit 14 at the end of the tubing string 16. The drilling fluid 18 is usually circulated through the drill string 16 downstream of the drill bit 14 and up through the annular space 20 formed between the drilling the column and barrel 12 of the well, for cooling the drill bit, lubricating the drill string, removing drill cuttings and providing pressure control at the bottom of the well. The non-return valve 21 (generally a check valve type check valve) prevents upward passage of the drilling fluid 18 through the drill string 16.

Управление давлением в забойной зоне скважины является очень важным в бурении под управляемым давлением, в бурении на депрессии и в бурении с оптимизацией давления других типов. Предпочтительно, давление в забойной зоне скважины оптимизируют для предотвращения чрезмерной потери флюида в пласт 64 породы, окружающей ствол 12 скважины, нештатного гидроразрыва пласта, нештатного притока пластового флюида в ствол скважины и т.д.Pressure control in the bottomhole zone of a well is very important in drilling under controlled pressure, in depression drilling and in drilling with optimization of other types of pressure. Preferably, the pressure in the bottomhole zone of the well is optimized to prevent excessive fluid loss into the formation 64 of the rock surrounding the wellbore 12, abnormal hydraulic fracturing, abnormal flow of formation fluid into the wellbore, etc.

В обычном бурении под управляемым давлением, требуется поддерживать давление в забойной зоне скважины выше порового давления пласта 64, но ниже давления гидроразрыва пласта. В обычном бурении на депрессии требуется поддерживать давление в забойной зоне скважины несколько ниже порового давления, при этом, получая управляемый приток флюида из пласта 64.In conventional drilling under controlled pressure, it is required to maintain the pressure in the bottomhole zone of the well above the pore pressure of the formation 64, but below the pressure of the hydraulic fracturing. In conventional depression drilling, it is required to maintain the pressure in the bottomhole zone of the well slightly below the pore pressure, while obtaining a controlled flow of fluid from the formation 64.

Азот или другой газ, или другой более легкий флюид можно добавлять в буровой раствор 18 для управления давлением. Данная методика является особенно полезной, например, в бурении на депрессии, или бурении под управляемым давлением с разделенной плотностью (например, с двойным градиентом).Nitrogen or another gas or other lighter fluid may be added to the drilling fluid 18 to control pressure. This technique is particularly useful, for example, in drilling on a depression, or drilling under controlled pressure with a divided density (for example, with a double gradient).

В системе 10 дополнительное управление давлением в забойной зоне скважины получают посредством изоляции кольцевого пространства 20 (например, изоляции от сообщения с атмосферой и обеспечения герметизации кольцевого пространства на или вблизи поверхности) с использованием вращающегося управляющего устройства 22 (RCD). Вращающееся управляющее устройство 22 уплотняется на бурильной колонне 16 над оборудованием 24 устья скважины. Хотя это не показано на фиг. 1, бурильная колонна 16 должна проходить вверх через вращающееся управляющее устройство 22 для соединения, например, с линией 26 стояка и/или другим обычным буровым оборудованием.In system 10, additional pressure control in the bottomhole zone of the well is obtained by isolating the annulus 20 (for example, isolating it from the atmosphere and sealing the annulus on or near the surface) using a rotary control device 22 (RCD). The rotary control device 22 is sealed on the drill string 16 above the wellhead equipment 24. Although not shown in FIG. 1, the drill string 16 must extend upward through a rotary control device 22 for connecting, for example, to the riser line 26 and / or other conventional drilling equipment.

Буровой раствор 18 выходит из оборудования 24 устья скважины через шиберную задвижку 28, сообщающуюся с кольцевым пространством 20 ниже вращающегося управляющего устройства 22. Флюид 18 затем протекает через обратную линию 30 флюида в штуцерный манифольд 32, который включает в себя дублированные штуцера 34. Противодавление прикладывается к кольцевому пространству 20 посредством изменения дросселирования потока флюида 18 через работающий (работающие) дублированные штуцера 34.The drilling fluid 18 exits the wellhead equipment 24 through a slide gate valve 28 communicating with the annular space 20 below the rotary control device 22. The fluid 18 then flows through the fluid return line 30 to the choke manifold 32, which includes duplicated nozzles 34. The backpressure is applied to the annular space 20 by changing the throttling of the fluid stream 18 through the working (working) duplicated fitting 34.

Чем больше дросселирование потока через штуцер (штуцера) 34, тем больше противодавление, приложенное к кольцевому пространству 20 для заданного расхода. Таким образом, давление в забойной зоне скважины можно успешно регулировать посредством изменения противодавления, приложенного к кольцевому пространству 20, изменяя дросселирование потока через штуцер (штуцера) 34. Можно использовать модель гидравлической системы, описанную более полно ниже, для определения давления, приложенного к кольцевому пространству 20 на или вблизи поверхности, указанное давление должно обеспечивать создание требуемого давления в забойной зоне скважины, так что оператор (или автоматизированная система управления) может легко определять способ регулирования давления, приложенного к кольцевому пространству на или вблизи поверхности (которое можно успешно измерять) для получения требуемого давления в забойной зоне скважины.The greater the throttling of the flow through the fitting (fitting) 34, the greater the back pressure applied to the annular space 20 for a given flow rate. Thus, the pressure in the bottomhole zone of the well can be successfully controlled by changing the back pressure applied to the annular space 20, changing the throttling of the flow through the nozzle (fitting) 34. You can use the model of the hydraulic system described more fully below to determine the pressure applied to the annular space 20 on or near the surface, the specified pressure should ensure the creation of the required pressure in the bottomhole zone of the well, so that the operator (or automated system is controlled I) may readily determine the pressure control method applied to the annulus at or near the surface (that can be successfully measured) to obtain a desired pressure downhole wellbore zone.

Также может потребоваться управление давлением в других местах вдоль ствола 12 скважины. Например, давлением на башмаке обсадной колонны, на пятке бокового ствола скважины, в общем на вертикальном или горизонтальном участках ствола 12 скважины или в любом другом месте можно управлять с использованием принципов настоящего изобретения.Pressure control at other locations along the wellbore 12 may also be required. For example, pressure on a shoe of a casing string, on a heel of a lateral wellbore, generally in vertical or horizontal portions of a wellbore 12, or anywhere else can be controlled using the principles of the present invention.

Давление, приложенное к кольцевому пространству 20, можно измерять на поверхности или вблизи поверхности посредством различных датчиков 36, 38, 40 давления, каждый из которых сообщается с кольцевым пространством. Датчик 36 давления измеряет давление ниже вращающегося управляющего устройства 22, но выше блока 42 противовыбросовых превенторов. Датчик 38 давления измеряет давление в оборудовании устья скважины ниже блока 42 противовыбросовых превенторов. Датчик 40 давления измеряет давление в обратной линии 30 флюида выше по потоку от штуцерного манифольда 32.The pressure applied to the annular space 20 can be measured on or near the surface by means of various pressure sensors 36, 38, 40, each of which communicates with the annular space. A pressure sensor 36 measures pressure below the rotary control device 22, but above the blowout preventer block 42. A pressure sensor 38 measures the pressure in the wellhead equipment below the blowout preventer unit 42. The pressure sensor 40 measures the pressure in the return line 30 of the fluid upstream of the nozzle manifold 32.

Другой датчик 44 давления измеряет давление в линии 26 стояка. Еще один датчик 46 давления измеряет давление ниже по потоку от штуцерного манифольда 32, но выше по потоку от сепаратора 48, вибросита 50 и емкости 52 бурового раствора. Дополнительные датчики включают в себя датчики 54, 56 температуры, расходомер 58 Кориоллиса и расходомеры 62, 66.Another pressure sensor 44 measures the pressure in the riser line 26. Another pressure sensor 46 measures pressure downstream of the nozzle manifold 32, but upstream from the separator 48, the vibrating screen 50 and the drilling fluid reservoir 52. Additional sensors include temperature sensors 54, 56, Coriollis flowmeter 58, and flowmeters 62, 66.

Не все указанные датчики являются обязательными. Например, система 10 может включать в себя только один из расходомеров 62, 66. Вместе с тем, входные данные с датчиков нужны для модели гидравлической системы для определения давления, которое должно прикладываться к кольцевому пространству 20 во время бурения.Not all of these sensors are required. For example, the system 10 may include only one of the flowmeters 62, 66. However, the input from the sensors is needed for the model of the hydraulic system to determine the pressure that must be applied to the annular space 20 during drilling.

Кроме того, бурильная колонна 16 может включать в себя свои собственные датчики 60, например, для прямого измерения давления в забойной зоне скважины. Такие датчики 60 могут являться известными специалистам в данной области техники датчиками систем измерения давления во время бурения (PWD), измерений во время бурения (MWD) и/или каротажа во время бурения (LWD). Указанные системы датчиков бурильной колонны обеспечивают по меньшей мере измерение давления и могут также обеспечивать измерение температуры, определение параметров работы бурильной колонны (таких как вибрация, осевая нагрузка на долото, прихват и проскальзывание и т.д.), параметров пласта (таких как удельное сопротивление, плотность и т.д.) и/или другие измерения. Различные формы телеметрии (акустическую, по импульсам давления, электромагнитную, оптическую, проводную и т.д.) можно использовать для передачи измерений скважинных датчиков на поверхность. Бурильную колонну 16 можно оборудовать электропроводами, оптическими волноводами и т.д. для передачи данных и/или команд между датчиками 60 и системой 74 управления технологическим процессом, описанной ниже (см. фиг. 2).In addition, the drill string 16 may include its own sensors 60, for example, for direct measurement of pressure in the bottomhole zone of the well. Such sensors 60 may be well-known to those skilled in the art sensors for measuring pressure while drilling (PWD), measurements while drilling (MWD) and / or logging while drilling (LWD). Said drill string sensor systems provide at least a pressure measurement and can also provide temperature measurement, determination of drill string operating parameters (such as vibration, axial load on the bit, sticking and slipping, etc.), formation parameters (such as resistivity , density, etc.) and / or other measurements. Various forms of telemetry (acoustic, by pressure pulses, electromagnetic, optical, wire, etc.) can be used to transmit measurements of downhole sensors to the surface. The drill string 16 can be equipped with electric wires, optical waveguides, etc. for transmitting data and / or commands between the sensors 60 and the process control system 74 described below (see FIG. 2).

Дополнительные датчики можно включить в систему 10, если требуется. Например, другой расходомер 67 можно использовать для измерения расхода флюида 18, выходящей из оборудования 24 устья скважины, другой расходомер Кориолиса (не показано) можно присоединить напрямую выше по потоку или ниже по потоку от бурового насоса 68 и т.д.Additional sensors can be included in system 10, if required. For example, another flowmeter 67 can be used to measure the flow of fluid 18 exiting the wellhead equipment 24, another Coriolis flowmeter (not shown) can be connected directly upstream or downstream of the mud pump 68, etc.

Меньше датчиков можно включать в состав системы 10, если требуется. Например, производительность на выходе бурового насоса 68 можно определять подсчетом ходов насоса, вместо использования расходомера 62 или любых других расходомеров.Fewer sensors can be included in system 10, if required. For example, the output of the mud pump 68 can be determined by counting the strokes of the pump, instead of using a flow meter 62 or any other flow meter.

Необходимо отметить, что сепаратор 48 может являться трех или четырехфазным сепаратором, или газосепаратором бурового раствора (иногда называется «дегазатором»). Вместе с тем, сепаратор 48 не обязательно используется в системе 10.It should be noted that the separator 48 may be a three or four phase separator, or a gas separator of a drilling fluid (sometimes called a “degasser”). However, the separator 48 is not necessarily used in the system 10.

Буровой раствор 18 перекачивается через линию 26 стояка и во внутренний объем бурильной колонны 16 буровым насосом 68. Насос 68 принимает флюид 18 из емкостей 52 бурового раствора и подает через манифольд 86 стояка (не показано на фиг. 1, см. фиг. 3) в линию 26 стояка. Затем осуществляется циркуляция флюида 18 вниз через бурильную колонну 16, вверх через кольцевое пространство 20, через обратную линию 30 бурового раствора, через штуцерный манифольд 32 и затем через сепаратор 48 и вибросито 50 в емкость 52 бурового раствора для доведения до нужной кондиции и рециркуляции.The drilling fluid 18 is pumped through the riser line 26 and into the inner volume of the drill string 16 by the mud pump 68. The pump 68 receives fluid 18 from the mud tanks 52 and delivers the riser through the manifold 86 (not shown in FIG. 1, see FIG. 3) to line 26 riser. Then, the fluid 18 is circulated downward through the drill string 16, upward through the annular space 20, through the return line 30 of the drilling fluid, through the choke manifold 32 and then through the separator 48 and the vibrating screen 50 into the drilling fluid reservoir 52 to bring the required condition and recirculation.

Необходимо отметить, что в системе 10, описанной выше, штуцер 34 нельзя использовать для управления противодавлением, приложенным к кольцевому пространству 20 для управления давлением в забойной зоне скважины, если флюид 18 не протекает через штуцер. В обычном бурении на репрессии, прекращение циркуляции может возникать, когда производится соединение в бурильной колонне 16 (например, для наращивания звеньев бурильных труб в бурильной колонне по мере углубления ствола 12 скважины), и прекращение циркуляции требует регулирования давления в забойной зоне скважины только с использованием плотности флюида 18.It should be noted that in the system 10 described above, the nozzle 34 cannot be used to control the back pressure applied to the annular space 20 to control the pressure in the bottomhole zone of the well if the fluid 18 does not flow through the nozzle. In conventional repression drilling, a cessation of circulation can occur when a connection is made in the drill string 16 (for example, to build up the drill pipe links in the drill string as the wellbore 12 deepens), and the cessation of circulation requires pressure regulation in the bottomhole zone of the well only using fluid density 18.

В системе 10, вместе с тем, подачу флюида 18 через штуцер 34 можно поддерживать, даже если отсутствует циркуляция флюида через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20. Таким образом, может продолжаться приложение давления к кольцевому пространству 20 посредством дросселирования потока флюида 18 через штуцер 34. Данная возможность может являться полезной, например, при спуске/подъеме бурильной колонны 16 в ствол и из ствола 12 скважины.In the system 10, however, the flow of fluid 18 through the nozzle 34 can be maintained even if there is no fluid circulation through the drill string 16 and the annular space 20. Thus, the application of pressure to the annular space 20 can continue by throttling the flow of fluid 18 through the nozzle 34 This feature may be useful, for example, when lowering / raising drill string 16 into the wellbore and from the wellbore 12.

В системе 10, как показано на фиг. 1, можно использовать насос 70 противодавления для подачи флюида в обратную линию 30 выше по потоку от штуцерного манифольда 32 с перекачкой флюида в кольцевое пространство 20 или другое место выше по потоку от штуцерного манифольда. Как показано на фиг. 1, насос 70 соединяется с кольцевым пространством 20 через блок 42 противовыбросовых превенторов, но в других примерах насос 70 может соединяться с обратной линией 30 или со штуцерным манифольдом 32.In the system 10, as shown in FIG. 1, a backpressure pump 70 can be used to supply fluid to the return line 30 upstream of the nozzle manifold 32 and pumping fluid into the annular space 20 or other place upstream of the nozzle manifold. As shown in FIG. 1, the pump 70 is connected to the annular space 20 through a blowout preventer block 42, but in other examples, the pump 70 can be connected to the return line 30 or to the choke manifold 32.

Альтернативно или в дополнение флюид может отводиться из манифольда стояка (или в ином случае из бурового насоса 68) в обратную линию 30, когда требуется, как описано в заявке PCT US08/87686, в заявке US 13/022,964, или с использованием других методик.Alternatively or in addition, fluid may be diverted from the riser manifold (or otherwise from the mud pump 68) to return line 30 when required, as described in PCT application US08 / 87686, in US application 13 / 022,964, or using other techniques.

Дросселирование штуцером 34 такого потока флюида из бурового насоса 68 и/или насоса 70 противодавления должно обеспечивать приложение давления к кольцевому пространству 20. Если используется насос 70 противодавления, расходомер 72 можно использовать для измерения производительности насоса.Throttling the fitting 34 of such a fluid stream from the mud pump 68 and / or the back pressure pump 70 should provide pressure to the annular space 20. If a back pressure pump 70 is used, the flow meter 72 can be used to measure pump performance.

Штуцер 34 и насос 70 противодавления являются примерами устройств управления давлением, которые можно использовать для управления давлением в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности. Устройства управления давлением других типов (такие как описанные в PCT/US08/87686, и в US 13/022,964 и т.д.) можно использовать, если требуется.The fitting 34 and the backpressure pump 70 are examples of pressure control devices that can be used to control pressure in the annular space 20 near the surface. Other types of pressure control devices (such as those described in PCT / US08 / 87686, and US 13 / 022,964, etc.) can be used if required.

На фиг. 2 показана блок-схема одного примера системы 74 управления технологическим процессом. В других примерах система 74 управления может включать в себя другие количества, типы, комбинации и т.д., элементов, и любые элементы могут устанавливаться в различных местах или интегрироваться с другим элементом, в объеме настоящего изобретения.In FIG. 2 is a block diagram of one example of a process control system 74. In other examples, the control system 74 may include other quantities, types, combinations, etc. of elements, and any elements may be installed in various places or integrated with another element, within the scope of the present invention.

Как показано на фиг. 2, система 74 управления включает в себя интерфейс 118 сбора данных и управления, модель 120 гидравлической системы, прогнозирующее устройство 122, блок 124 проверки достоверности данных и контроллер 126. Указанные элементы могут являться аналогичными описанным в международной заявке PCT/US10/56433, опубликованной 12 ноября 2010г.As shown in FIG. 2, the control system 74 includes a data acquisition and control interface 118, a hydraulic system model 120, a predictive device 122, a data validation unit 124 and a controller 126. These elements may be similar to those described in international application PCT / US10 / 56433, published 12 November 2010

Модель 120 гидравлической системы используется для определения требуемого давления в кольцевом пространстве 20 для получения требуемого давления в конкретном месте в стволе 12 скважины. Модель 120 гидравлической системы, используя такие данные, как глубина ствола скважины, частота вращения бурильной колонны, скорость спуска, тип бурового раствора и т.д., моделирует ствол 12 скважины, бурильную колонну 16, поток флюида через бурильную колонну и кольцевое пространство 20 (в том числе эквивалентную плотность циркуляции вследствие такого потока) и т.д.The hydraulic system model 120 is used to determine the required pressure in the annular space 20 to obtain the required pressure at a specific location in the wellbore 12. The hydraulic system model 120, using data such as borehole depth, drill string rotation speed, descent rate, type of drilling fluid, etc., simulates the borehole 12, drill string 16, fluid flow through the drill string and annulus 20 ( including equivalent circulation density due to such a flow), etc.

Интерфейс 118 сбора данных и управления принимает данные с различных датчиков 36, 38, 40, 44, 46, 54, 56, 58, 60, 62, 66, 67, 72, вместе с данными буровой установки и скважинными данными, и передает указанные данные в модель 120 гидравлической системы и блок 124 проверки достоверности данных. Кроме того, интерфейс 118 передает данные требуемого давления в кольцевом пространстве из модели 120 гидравлической системы в блок 124 проверки достоверности данных.The data acquisition and control interface 118 receives data from various sensors 36, 38, 40, 44, 46, 54, 56, 58, 60, 62, 66, 67, 72, together with the rig data and well data, and transmits the indicated data into a hydraulic system model 120 and a data validation unit 124. In addition, the interface 118 transmits the required annular pressure data from the hydraulic system model 120 to the data validation unit 124.

Прогнозирующее устройство 122 можно включать в состав в указанном примере для определения, на основе статистических данных, данные каких датчиков следует принимать в данный момент и какое требуется давление в кольцевом пространстве. Прогнозирующее устройство 122 может содержать нейронную сеть, генетический алгоритм, нечеткую логику и т.д., или любые комбинации прогнозирующих элементов для получения прогнозов данных датчиков и требуемого давления в кольцевом пространстве.Predictive device 122 can be included in the specified example to determine, based on statistical data, which sensors should be received at the moment and what pressure is required in the annular space. Predictive device 122 may include a neural network, a genetic algorithm, fuzzy logic, etc., or any combination of predictive elements to obtain predictions of sensor data and the required pressure in the annular space.

Блок 124 проверки достоверности данных использует указанные прогнозы для определения достоверности любых конкретных данных датчиков, приемлемости требуемого давления в кольцевом пространстве, выдаваемого моделью 120 гидравлической системы и т.д. Если указанное приемлемо, блок 124 проверки достоверности данных передает данные требуемого давления в кольцевом пространстве на контроллер 126 (такой как контроллер с программируемой логической схемой, который может включать в себя пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор)), который управляет работой штуцера 34, насоса 70 и различных устройств 128 управления потоком (таких как клапаны и т.д.).The data validation unit 124 uses these predictions to determine the validity of any specific sensor data, the acceptability of the required pressure in the annular space provided by the hydraulic system model 120, etc. If the above is acceptable, the data validation unit 124 transmits the required pressure in the annular space to the controller 126 (such as a programmable logic controller, which may include a proportional-integral-differential controller (PID controller)) that controls the operation of the fitting 34, pump 70, and various flow control devices 128 (such as valves, etc.).

Таким образом штуцером 34, насосом 70 и устройством 128 управления потоком можно автоматически управлять для получения и поддержания требуемого давления в кольцевом пространстве 20. Фактическое давление в кольцевом пространстве 20 обычно измеряется на или вблизи оборудования 24 устья скважины (например, с использованием датчиков 36, 38, 40), которое может располагаться на сухопутной или подводной площадке.Thus, the fitting 34, the pump 70, and the flow control device 128 can be automatically controlled to obtain and maintain the required pressure in the annular space 20. The actual pressure in the annular space 20 is usually measured at or near the wellhead equipment 24 (for example, using sensors 36, 38 , 40), which can be located on a land or underwater site.

На фиг. 3 схематично показана другая конфигурация системы 10 бурения скважины. В данной конфигурации устройство 76 управления потоком соединяется выше по потоку от манифольда 86 стояка буровой установки. Устройство 76 управления потоком можно присоединить между буровым насосом 68 и манифольдом 86 стояка с использованием, например, быстроразъемных соединений 84 (таких как, резьба-гайка и т.д.). Указанное должно обеспечивать устройству 76 управления потоком удобство присоединения к насосным линиям различных буровых установок.In FIG. 3 schematically shows another configuration of a well drilling system 10. In this configuration, the flow control device 76 is connected upstream of the rig riser manifold 86. A flow control device 76 can be connected between the mud pump 68 and the riser manifold 86 using, for example, quick couplers 84 (such as a thread nut, etc.). The above should provide the device 76 flow control ease of connection to the pump lines of various drilling rigs.

Специально адаптированное полностью автоматизированное устройство 76 управления потоком (например, одно из устройств 128 управления потоком управляемое автоматическим контроллером 126) можно использовать для регулирования подачи в линии 26 стояка, вместо использования обычного клапана в манифольде 86 стояка буровой установки. Устройство 76 управления потоком, вместе с одним или несколькими дополнительными устройствами 78, 80, 82 управления потоком можно использовать для отвода потока флюида 18 от бурового насоса (насосов) 68 в штуцерный манифольд 32 по обходной магистрали 75.A specially adapted fully automated flow control device 76 (for example, one of the flow control devices 128 controlled by an automatic controller 126) can be used to control the flow in the riser line 26, instead of using a conventional valve in the riser of the riser rig 86. The flow control device 76, together with one or more additional flow control devices 78, 80, 82, can be used to divert the fluid stream 18 from the mud pump (s) 68 to the choke manifold 32 along the bypass line 75.

На фиг. 4 показана дополнительная конфигурация скважинной системы 10. В данной конфигурации бурильная колонна 16 содержит гибкую насосно-компрессорную трубу или иную непрерывную насосно-компрессорную трубу, которая имеет по меньшей мере один оптический волновод 88 (такой как, оптическое волокно, лента и т.д.) проходящий по длине.In FIG. 4 shows an additional configuration of the borehole system 10. In this configuration, the drill string 16 comprises a flexible tubing or other continuous tubing that has at least one optical waveguide 88 (such as an optical fiber, tape, etc. ) passing along the length.

На фиг. 4 показан волновод 88 проходящий через внутренний продольный канал 90 потока бурильной колонны 16, но в других примерах волновод может проходить в боковой стенке бурильной колонны, снаружи бурильной колонны и т.д. Волновод 88 может иметь форму петли, начинающейся сверху гибкой насосно-компрессорной трубы, продолжающейся до низа, разворачивающейся и возвращающейся на поверхность для улучшения показателей работы по измерению температуры.In FIG. 4 shows the waveguide 88 passing through the inner longitudinal channel 90 of the drill string 16, but in other examples, the waveguide may extend in the side wall of the drill string, outside the drill string, etc. The waveguide 88 may be in the form of a loop starting from the top of the flexible tubing, extending to the bottom, deploying and returning to the surface to improve the performance of temperature measurement.

Несколько оптических волноводов 88 можно создавать вместе с линиями других типов (например, электролиниями и/или гидравлическими линиями и т.д.). Различные линии можно включать в состав кабеля с дополнительными компонентами, такими как броня, изоляция, оболочка, электрические линии, гидравлические линии и/или экранирование и т.д., или их можно отдельно устанавливать в бурильной колонне 16.Several optical waveguides 88 can be created along with other types of lines (e.g., power lines and / or hydraulic lines, etc.). Various lines can be included in the cable with additional components, such as armor, insulation, sheath, electrical lines, hydraulic lines and / or shielding, etc., or they can be separately installed in the drill string 16.

Оптический волновод 88 можно устанавливать в трубе или линии управления в бурильной колонне 16. Предпочтительно, оборудуются как одномодовые, так и многомодовые оптические волноводы 88, но указанное не обязательно должно соответствовать принципам настоящего изобретения.Optical waveguide 88 can be installed in a pipe or control line in drill string 16. Preferably, both single-mode and multi-mode optical waveguides 88 are equipped, but this does not have to be in accordance with the principles of the present invention.

Бурильная колонна 16 предпочтительно является непрерывной (например, не из звеньев или секций) по меньшей мере от оборудования 24 устья скважины до места вблизи компоновки низа бурильной колонны (например, включающей в себя без ограничения этим датчики 60, невозвратный клапан 21, буровое долото 14, гидравлический забойный двигатель 92 (см. фиг. 1), который вращает буровое долото под действием потока флюида 18, проходящего через бурильную колонну и т.д.). Волновод 88 можно устанавливать в бурильной колонне 16 до спуска бурильной колонны в ствол 12 скважины или после спуска.The drill string 16 is preferably continuous (for example, not from links or sections) from at least wellhead equipment 24 to a location near the bottom of the drill string (for example, including, without limitation, sensors 60, a non-return valve 21, a drill bit 14, hydraulic downhole motor 92 (see Fig. 1), which rotates the drill bit under the action of a fluid stream 18 passing through the drill string, etc.). The waveguide 88 can be installed in the drill string 16 prior to the descent of the drill string into the wellbore 12 or after descent.

Слева на фиг. 4 показана ситуация потери флюида 18 в пласт 64. Здесь флюид 18 протекает из ствола 12 скважины в пласт 64.On the left in FIG. Figure 4 shows the situation of fluid loss 18 into formation 64. Here, fluid 18 flows from wellbore 12 into formation 64.

Данная ситуация может возникать, например, когда давление в стволе 12 скважины больше давления гидроразрыва пласта 64. Такой ситуации, в общем, следует избегать, но можно использовать с выгодой (например, для удобства определения давления гидроразрыва и т.д.), как описано подробно ниже.This situation may occur, for example, when the pressure in the wellbore 12 is greater than the hydraulic fracturing pressure 64. Such a situation should generally be avoided, but can be used to advantage (for example, for the convenience of determining hydraulic fracturing pressure, etc.), as described detail below.

Справа на фиг. 4 показана другая ситуация, в которой пластовый флюид 94 протекает в ствол 12 скважины из пласта 64. Данная ситуация может возникать, например, когда давление в стволе 12 скважины меньше порового давления пласта 64.To the right in FIG. 4 shows another situation in which formation fluid 94 flows into the wellbore 12 from the formation 64. This situation may occur, for example, when the pressure in the wellbore 12 is less than the pore pressure of the formation 64.

В общем, такая ситуация требуется в бурении на депрессии (например, с регулируемым притоком пластовой флюида 94 в ствол 12 скважины во время бурения), но является нежелательной в бурении других типов (например, бурении под управляемым давлением, обычном бурении на репрессии и т.д.). В методике, описанной более подробно ниже, приток пластовой флюида 94 в ствол 12 скважин можно использовать для удобного определения порового давления пласта 64.In general, this situation is required in downhole drilling (e.g., with controlled inflow of formation fluid 94 into wellbore 12 during drilling), but is undesirable in other types of drilling (e.g., controlled pressure drilling, conventional repression drilling, etc.). d.). In the methodology described in more detail below, the influx of formation fluid 94 into the wellbore 12 can be used to conveniently determine the pore pressure of the formation 64.

Необходимо отметить, что флюид 18 не должен протекать в пласт 64 (как показано слева на фиг. 4) одновременно с проходом флюида 94 в ствол 12 скважины (как показано справа на фиг. 4). Таким образом, ситуации, показанные слева и справа на фиг. 4, не должны возникать одновременно, но вместо этого используются для показа отдельных ситуаций которые могут возникать во время бурения.It should be noted that the fluid 18 should not flow into the reservoir 64 (as shown on the left in Fig. 4) simultaneously with the passage of the fluid 94 into the wellbore 12 (as shown on the right in Fig. 4). Thus, the situations shown left and right in FIG. 4 should not occur simultaneously, but instead are used to show individual situations that may arise during drilling.

На фиг. 5 показан график 96 зависимости температуры от глубины для секции ствола 12 скважины фиг. 4 и для ситуации потери флюида 18, показанной слева на фиг. 4. Необходимо отметить, что уменьшение 98 температуры обнаруживается в положении, где флюид 18 входит в пласт 64.In FIG. 5 shows a graph 96 of temperature versus depth for a section of a wellbore 12 of FIG. 4 and for the fluid loss situation 18 shown on the left in FIG. 4. It should be noted that a decrease in temperature 98 is detected at a position where fluid 18 enters formation 64.

Уменьшение 98 температуры происходит вследствие локального охлаждения флюидом 18 пласта 64 в положении, где флюид входит в пласт. Такую аномалию уменьшения 98 температуры можно использовать для определения места и времени возникновения потери флюида 18 и можно использовать для определения момента достижения давления гидроразрыва пласта 64.The decrease in temperature 98 occurs due to local cooling by the fluid 18 of the formation 64 at the position where the fluid enters the formation. Such an anomaly of temperature decrease 98 can be used to determine the place and time of occurrence of fluid loss 18 and can be used to determine when hydraulic fracturing pressure 64 is reached.

На фиг. 6 показан график 100 зависимости температуры от глубины для секции ствола 12 скважины фиг. 4, и для ситуации притока флюида 94, показанной справа на фиг. 4. Необходимо отметить, что увеличение 102 температуры обнаруживается в положении, где флюид 94 входит в ствол 12 скважины.In FIG. 6 is a graph 100 of temperature versus depth for a section of a wellbore 12 of FIG. 4, and for the fluid flow situation 94 shown on the right in FIG. 4. It should be noted that an increase in temperature 102 is detected at the position where the fluid 94 enters the wellbore 12.

Увеличение 102 температуры происходит вследствие локального нагревания флюидом 94 ствола 12 скважины в положении, где флюид входит в ствол скважины. Такую аномалию увеличения 102 температуры можно использовать для определения места и времени возникновения притока флюида 94, и можно использовать для определения момента, когда давление в стволе скважины становится меньше порового давления пласта 64.The increase in temperature 102 occurs due to local heating by the fluid 94 of the wellbore 12 at the position where the fluid enters the wellbore. Such an anomaly in the increase in temperature 102 can be used to determine the place and time of occurrence of fluid influx 94, and can be used to determine when the pressure in the wellbore becomes less than the pore pressure of the formation 64.

Предпочтительно, температуру измеряют посредством оптического волновода 88 с использованием общеизвестной методики распределенного измерения температуры (DTS). Распределенное измерение температуры является технологией, которую можно использовать для измерения распределения температуры вдоль оптического волновода 88.Preferably, the temperature is measured by an optical waveguide 88 using a well-known distributed temperature measurement (DTS) technique. Distributed temperature measurement is a technology that can be used to measure the temperature distribution along the optical waveguide 88.

Импульсный лазерный источник можно использовать для передачи импульса света через оптический волновод 88, и свойства возвращающегося отраженного света можно записывать. Возвращающийся свет («отраженный свет») содержит поглощение и рассеяние световой энергии.A pulsed laser source can be used to transmit a light pulse through an optical waveguide 88, and the properties of the returning reflected light can be recorded. Returning light (“reflected light”) contains the absorption and scattering of light energy.

Отраженный свет включает в себя различные спектральные компоненты, например, полосы рассеяния Релея, Бриллюэна и Рамана. Полосу комбинированного рассеяния Рамана можно использовать для получения температурной информации по волокну.Reflected light includes various spectral components, for example, Rayleigh, Brillouin and Raman scattering bands. Raman combined scattering band can be used to obtain temperature information on the fiber.

Отражение в полосе комбинационного рассеяния Рамана имеет две компоненты, стоксовую и антистоксовую, первая слабо зависит от температуры и вторая сильно зависит от температуры. Относительная интенсивность между стоксовой и антистоксовой компонентами является функцией температуры, при которой возникает обратное излучение.The reflection in the Raman Raman scattering band has two components, Stokes and anti-Stokes, the first is weakly dependent on temperature and the second is highly dependent on temperature. The relative intensity between the Stokes and anti-Stokes components is a function of the temperature at which back radiation occurs.

Поскольку скорость света в стекле известна, возможно определение, при отслеживании времени прибытия отраженного и обратного рассеянного света, точного местоположения возникновения обратного рассеянного света. Дорожка или профиль распределенного измерения температуры (такой как графики 96, 100 фиг. 5 и 6) является группой измерений температуры или точками выборки, разнесенными на равные интервалы по длине волновода 88.Since the speed of light in glass is known, it is possible to determine, when tracking the arrival time of reflected and backscattered light, the exact location of the occurrence of backscattered light. A track or profile of a distributed temperature measurement (such as graphs 96, 100 of FIGS. 5 and 6) is a group of temperature measurements or sample points spaced at equal intervals along the length of waveguide 88.

Длина волны обратного излучения с рассеиванием Бриллюэна также зависит от температуры, и указанное можно использовать для распределенного измерения температуры. Вместе с тем, обратное излучения с рассеиванием Бриллюэна также зависит от локализованного напряжения в волноводе 88, и поэтому для измерений температуры, компонент напряжения можно исключить (например, обеспечивая отсутствие напряжения в волноводе), не учитывать и т.д.The Brillouin scattering backwash wavelength also depends on temperature, and this can be used for distributed temperature measurement. At the same time, the reverse radiation with Brillouin scattering also depends on the localized voltage in the waveguide 88, and therefore, for temperature measurements, the voltage component can be eliminated (for example, ensuring the absence of voltage in the waveguide), not taken into account, etc.

В примере фиг. 4, оптический волновод 88 используется для мониторинга с распределенным измерением температуры. Вместе с тем, другие методики распределенных измерений в оптическом диапазоне можно использовать, если требуется. Например, распределенное акустическое измерение (DAS), распределенное измерение напряжения (DSS) или распределенное измерение вибрации (DVS) можно использовать.In the example of FIG. 4, an optical waveguide 88 is used for monitoring with distributed temperature measurement. At the same time, other methods of distributed measurements in the optical range can be used, if required. For example, distributed acoustic measurement (DAS), distributed voltage measurement (DSS) or distributed vibration measurement (DVS) can be used.

Как рассмотрено выше, измерение комбинационного рассеяния Рамана в обратном излучении используют для мониторинга распределенного измерения температуры, но измерение оптического рассеяния Бриллюэна в обратном излучении также можно использовать, если требуется. Измерение рассеяния Бриллюэна или Релея можно использовать для мониторинга распределенного акустического измерения, распределенного измерения напряжения или распределенного измерения вибрации, предпочтительно с измерением усиления рассеяния Бриллюэна или когерентного рассеяния Релея в обратном излучении. Интерферометрическое оптическое измерение можно также (или альтернативно) использовать.As discussed above, Raman Raman scattering measurement is used to monitor a distributed temperature measurement, but Brillouin optical scattering measurement of back radiation can also be used if required. The Brillouin or Rayleigh scattering measurement can be used to monitor a distributed acoustic measurement, a distributed voltage measurement, or a distributed vibration measurement, preferably with a measurement of the Brillouin scattering gain or coherent Rayleigh scattering in the return radiation. Interferometric optical measurement can also (or alternatively) be used.

В одном примере распределенное акустическое измерение можно использовать для измерения акустического сигнала при протекании флюида 94 в ствол 12 скважины из пласта 64 (например, притока флюида), или уменьшенной акустической амплитуды вследствие вытекания флюида 18 из ствола скважины в пласт (например, потери флюида). Другие характеристики бурения (такие как вибрация бурильной колонны 16, прихват и проскальзывание, вихревое движение, напряжение и т.д.) можно также, или альтернативно, измерять с использованием оптического волновода 88.In one example, distributed acoustic measurement can be used to measure the acoustic signal when fluid 94 flows into wellbore 12 from formation 64 (e.g., fluid influx), or reduced acoustic amplitude due to fluid 18 flowing out of the wellbore into formation (e.g., fluid loss). Other drilling characteristics (such as vibration of drill string 16, sticking and slipping, swirling motion, stress, etc.) can also, or alternatively, be measured using an optical waveguide 88.

Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения акустической сигнатуры газа, поступающего в ствол 12 скважины из пласта 64, и/или газа, протекающего через кольцевое пространство 20. Например, волновод 88 должен указывать уменьшенное демпфирование акустических затухающих колебаний на участках бурильной колонны 16, подверженных воздействию газа в стволе 12 скважины, так что оптическое оборудование, соединенное с волноводом можно использовать для определения распределенного акустического резонанса в бурильной колонне для данной цели.The distributed acoustic measurement can be used to determine the acoustic signature of the gas entering the wellbore 12 from the formation 64 and / or the gas flowing through the annular space 20. For example, the waveguide 88 should indicate reduced damping of acoustic damped vibrations in sections of the drill string 16 exposed to gas in the wellbore 12, so that optical equipment connected to the waveguide can be used to determine the distributed acoustic resonance in the drill string not for this purpose.

Посредством указанного можно оборудовать систему раннего обнаружения газа, где не только событие притока может обнаруживаться, но также местоположение притока в стволе 12 скважины, и местоположение и скорость газа в кольцевом пространстве 20. Такая информация может давать персоналу буровой установки возможность выполнения надлежащих регулировок в нужные моменты времени для осуществления циркуляции газа с выпуском из ствола 12 скважины и для предотвращения дополнительных притоков.Using this, it is possible to equip an early gas detection system where not only an inflow event can be detected, but also the location of the inflow in the wellbore 12, and the location and speed of the gas in the annular space 20. Such information can enable the rig personnel to make appropriate adjustments at the right times. time for the circulation of gas with the release from the wellbore 12 and to prevent additional inflows.

Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения акустических волн, производимых другой бурильной колонной (не показано) в другом близком стволе скважины (не показано). Когда другой бурильной колонной бурят другой ствол скважины, волновод 88 обнаруживает акустические волны, производимые другой бурильной колонной, так что местоположение другого ствола скважины относительно ствола 12 скважины можно легко определить для направления стволов скважины с целью встречи или с целью разведения одного с другим.Distributed acoustic measurement can be used to determine the acoustic waves produced by another drill string (not shown) in another close borehole (not shown). When a different borehole is drilled with another drill string, the waveguide 88 detects acoustic waves produced by the other drill string, so that the location of the other borehole relative to the borehole 12 can be easily determined to direct the borehole to meet or to breed one with the other.

Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения других событий в стволе 12 скважины или за его пределами, которые могут передавать акустический сигнал. Например, эрозию, возникающую в стволе 12 скважины можно обнаруживать посредством волновода 88. Как другой пример, сейсмический источник можно активировать на поверхности, в другом стволе скважины и т.д., и сейсмические колебания можно обнаруживать посредством волновода 88.Distributed acoustic measurement can be used to determine other events in the wellbore 12 or beyond that can transmit an acoustic signal. For example, erosion occurring in wellbore 12 can be detected by waveguide 88. As another example, a seismic source can be activated on the surface, in another wellbore, etc., and seismic vibrations can be detected by waveguide 88.

В дополнение к распределенным измерениям точечное измерение свойств можно выполнять с использованием одного или нескольких датчиков 104. Например, датчики 104 могут включать в себя датчик давления, датчик химических ионов или показателя pH, датчик ионизирующей радиации, датчик напряженности магнитного поля и т.д. Датчики 104 могут являться оптическими или датчиками других типов, и могут соединяться или не соединяться с волноводом 88 или его частью.In addition to distributed measurements, a point measurement of properties can be performed using one or more sensors 104. For example, sensors 104 may include a pressure sensor, a chemical ion or pH sensor, an ionizing radiation sensor, a magnetic field sensor, etc. Sensors 104 may be optical or other types of sensors, and may or may not be connected to waveguide 88 or part thereof.

В других примерах датчики 104 не обязательно оптически соединяются с волноводом 88. Вместо этого датчики 104 могут иметь акустическую связь с волноводом 88. В данном примере датчики 104 могут передавать акустические сигналы, в которых их измерения являются модулированными (например, с использованием частотной, фазовой или амплитудной манипуляций и т.д.), акустические сигналы могут приниматься волноводом 88 и передаваться оптически (как вариации отраженного сигнала) на удаленную площадку (такую как, земная поверхность, буровая установка, оборудование устья скважины на морском дне и т.д.).In other examples, the sensors 104 are not necessarily optically coupled to the waveguide 88. Instead, the sensors 104 can be acoustically coupled to the waveguide 88. In this example, the sensors 104 can transmit acoustic signals in which their measurements are modulated (for example, using frequency, phase or amplitude manipulation, etc.), acoustic signals can be received by waveguide 88 and transmitted optically (as variations of the reflected signal) to a remote site (such as the earth's surface, a drilling rig, equipment Maintenance wellhead on the sea floor, etc.).

Дополнительно можно создавать одну или несколько линий 106, если требуется. В одном примере линия 106 содержит электрический проводник, который служит антенной, создающей магнитное поле в пласте 64. Изменения магнитного поля указывают изменения удельного сопротивления в пласте 64.Additionally, you can create one or more lines 106, if required. In one example, line 106 comprises an electrical conductor, which serves as an antenna generating a magnetic field in formation 64. Changes in magnetic field indicate changes in resistivity in formation 64.

Общеизвестный эффект Фарадея в волноводе 88 можно обнаруживать, как индикацию изменения магнитного поля в пласте 64. В данном примере бурильную колонну 16 можно выполнять из композитного или другого немагнитного материала, не создающей помех распространению магнитного поля в пласте 64, и определению изменения напряженности магнитного поля в пласте.The well-known Faraday effect in waveguide 88 can be detected as an indication of a change in the magnetic field in the formation 64. In this example, the drill string 16 can be made of composite or other non-magnetic material that does not interfere with the propagation of the magnetic field in the formation 64, and to determine the change in the magnetic field strength layer.

В одном примере каротаж можно выполнять посредством волновода 88 в процессе бурения. Волновод 88 может, например, обнаруживать гамма-излучение из пласта 64. В данном способе оператор может определять момент проходки конкретного подземного слоя, слои смежные с бурильной колонной 16 можно коррелировать с прогнозными подземными слоями и т.д. В данном примере бурильная колонна 16 должна предпочтительно выполняться из композитного или другого неметаллического материала.In one example, logging can be performed by waveguide 88 during drilling. The waveguide 88 may, for example, detect gamma radiation from the reservoir 64. In this method, the operator can determine the moment of penetration of a particular underground layer, the layers adjacent to the drill string 16 can be correlated with the predicted underground layers, etc. In this example, the drill string 16 should preferably be made of composite or other non-metallic material.

Ионизирующую радиацию можно обнаруживать вдоль волновода 88, создавая фосфоресцирующую или флуоресцентную оболочку на волноводе. Различные слои могут иметь различные сигнатуры спектрального поглощения, что обеспечивает идентификацию и подтверждение слоев на основе сигнатур.Ionizing radiation can be detected along waveguide 88, creating a phosphorescent or fluorescent shell on the waveguide. Different layers can have different spectral absorption signatures, which allows identification and confirmation of layers based on signatures.

Только некоторые примеры методик распределенного и точечного измерения с использованием волновода 88 описаны выше, но ясно, что любые методики измерения, и любое число или комбинацию методик измерения, можно использовать согласно принципам настоящего изобретения.Only some examples of distributed and spot measurement techniques using waveguide 88 are described above, but it is clear that any measurement technique, and any number or combination of measurement techniques, can be used according to the principles of the present invention.

На фиг. 7 способ 108, который можно использовать со скважинной системой 10 в конфигурации по фиг. 4 показан в форме блок-схемы последовательности операций. Конечно, способ 108 можно практически реализовать в других скважинных системах, согласно принципам настоящего изобретения.In FIG. 7, a method 108 that can be used with the downhole system 10 in the configuration of FIG. 4 is shown in the form of a flowchart. Of course, method 108 can be practiced in other downhole systems in accordance with the principles of the present invention.

В способе 108 приток пластовой флюида 94 обнаруживается по индикации порового давления пласта 64. Когда давление в стволе 12 скважины на некотором месте меньше порового давления пласта 64 в данном месте, перепад давления вызывает приток пластовой флюида 94 к стволу и в ствол скважины.In method 108, the influx of formation fluid 94 is detected by indicating the pore pressure of the formation 64. When the pressure in the wellbore 12 at some location is less than the pore pressure of the formation 64 at that location, the differential pressure causes the formation fluid 94 to flow into the wellbore and into the wellbore.

Таким образом, точкой начала притока является точка, в которой давление в стволе 12 скважины становится меньше порового давления пласта 64. Давление в стволе 12 скважины можно легко измерить (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности удобно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.), когда такой приток возникает.Thus, the start point of the inflow is the point at which the pressure in the wellbore 12 becomes less than the pore pressure of the formation 64. The pressure in the wellbore 12 can be easily measured (for example, using sensors 60, 104, etc.), and the pressure in The annular space 20 near the surface is conveniently measured (for example, using sensors 38, 40, etc.) when such an inflow occurs.

Необходимо отметить, что давление в стволе 12 скважины в положении притока может включать в себя потери давления на трение вследствие потока флюида 18 (также известное как эквивалентная плотность циркуляции), так что данные потери давления (если имеется) предпочтительно учитываются при определении фактического давления в стволе скважины в положении притока. Не является обязательной, вместе с тем, циркуляция флюида 18 по бурильной колонне 16 и кольцевому пространству 20 при выполнении способа 108. Вместо этого, насос 70 (см. фиг. 1) и/или буровой насос 68 (см. фиг. 3) можно использовать для подачи потока через штуцер 34 в способе 108, когда нет циркуляции флюида 18 через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20.It should be noted that the pressure in the wellbore 12 at the inflow position may include frictional pressure losses due to fluid flow 18 (also known as equivalent circulation density), so these pressure losses (if any) are preferably taken into account when determining the actual pressure in the wellbore wells in the inflow position. At the same time, it is not necessary to circulate the fluid 18 through the drill string 16 and the annular space 20 when performing method 108. Instead, pump 70 (see FIG. 1) and / or mud pump 68 (see FIG. 3) can use to supply flow through the nozzle 34 in the method 108, when there is no circulation of fluid 18 through the drill string 16 and the annular space 20.

На этапе 110 способа 108 штуцер 34 регулируют для постепенного уменьшения давления в стволе 12 скважины. При уменьшении сопротивления потоку через штуцер 34 (например, посредством постепенного открытия штуцера) давление выше по потоку от штуцера уменьшают, при этом давление, приложенное к кольцевому пространству 20 вблизи поверхности, уменьшается.At step 110 of method 108, fitting 34 is adjusted to gradually reduce pressure in wellbore 12. When reducing the resistance to flow through the nozzle 34 (for example, by gradually opening the nozzle), the pressure upstream of the nozzle is reduced, while the pressure applied to the annular space 20 near the surface decreases.

На этапе 112 обнаруживают приток. Например, с использованием распределенного акустического измерения или распределенного измерения температуры посредством волновода 88, как описано выше, акустическую или тепловую индикацию притока можно легко обнаруживать (например, как показано на фиг. 6).At 112, an inflow is detected. For example, using distributed acoustic measurement or distributed temperature measurement by waveguide 88, as described above, an acoustic or thermal flow indication can be easily detected (for example, as shown in FIG. 6).

Давление в стволе 12 скважины в положении притока можно измерять (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и/или давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности можно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) в момент возникновения притока. Данные измерения давления должны указывать поровое давление пласта 64 в положении притока.The pressure in the wellbore 12 in the inflow position can be measured (for example, using sensors 60, 104, etc.), and / or the pressure in the annular space 20 near the surface can be measured (for example, using sensors 38, 40, etc. d.) at the time of the influx. Pressure measurement data should indicate the pore pressure of formation 64 in the inflow position.

На этапе 114 штуцер 34 регулируют надлежащим образом для конкретной операции бурения. Например, в бурении под управляемым давлением, штуцер 34 можно регулировать для поддержания давления в стволе 12 скважины несколько выше порового давления пласта 64 (что может впоследствии подтверждаться отсутствием обнаружения притока посредством волновода 88 после регулирования штуцера). В бурении на депрессии штуцер 34 можно регулировать так, что регулируемый объем притока создается во время бурения (что может впоследствии подтверждаться посредством волновода 88 после регулирования штуцера).At 114, the fitting 34 is adjusted appropriately for a particular drilling operation. For example, in controlled-pressure drilling, the nozzle 34 can be adjusted to maintain the pressure in the wellbore 12 slightly higher than the pore pressure of the formation 64 (which can subsequently be confirmed by the absence of inflow detection by the waveguide 88 after adjusting the nozzle). In downhole drilling, the nozzle 34 can be adjusted so that an adjustable inflow volume is created during drilling (which can subsequently be confirmed by the waveguide 88 after adjusting the nozzle).

В дополнение на фиг. 8, показан другой способ 130, который можно использовать в скважинной системе 10 в конфигурации по фиг. 4 в форме блок-схемы последовательности операций. Конечно, способ 130 можно практически реализовать в других скважинных системах, согласно принципам настоящего изобретения.In addition to FIG. 8 shows another method 130 that can be used in the downhole system 10 in the configuration of FIG. 4 in the form of a flowchart. Of course, the method 130 can be practically implemented in other downhole systems, in accordance with the principles of the present invention.

В способе 130, потеря флюида 18 в пласт 64 обнаруживается, как индикация давления гидроразрыва пласта. Когда давление в стволе 12 скважины в некотором месте больше давления гидроразрыва пласта 64 в данном месте, в пласте могут раскрываться трещины и флюид 18 может легко уходить в пласт.In method 130, loss of fluid 18 into formation 64 is detected as an indication of the fracture pressure. When the pressure in the wellbore 12 at some location is greater than the fracture pressure of the formation 64 at that location, cracks can open in the formation and fluid 18 can easily go into the formation.

Таким образом, точка, в которой начинается потеря флюида 18, является точкой, в которой давление в стволе 12 скважины становится больше давления гидроразрыва пласта 64. Давление в стволе 12 скважины можно легко измерить (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности удобно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) при потере флюида 18.Thus, the point at which the loss of fluid 18 begins is the point at which the pressure in the wellbore 12 becomes greater than the fracturing pressure of the formation 64. The pressure in the wellbore 12 can be easily measured (for example, using sensors 60, 104, etc. .), and the pressure in the annular space 20 near the surface is conveniently measured (for example, using sensors 38, 40, etc.) with a loss of fluid 18.

Необходимо отметить, что давлении в стволе 12 скважины в положении потери флюида может включать в себя потери давления на трение вследствие подачи флюида 18 (также известное, как эквивалентная плотность циркуляции), так что данные потери давления (если имеются) предпочтительно учитываются при определении фактического давления в стволе скважины в положении потери флюида. Не является обязательной, вместе с тем, циркуляция флюида 18 по бурильной колонне 16 и кольцевому пространству 20 при выполнении способа 130. Вместо этого, насос 70 (см. фиг. 1) и/или буровой насос 68 (см. фиг. 3) можно использовать для подачи потока через штуцер 34 в способе 130, когда нет циркуляции флюида 18 через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20.It should be noted that the pressure in the wellbore 12 in the fluid loss position may include friction pressure loss due to fluid supply 18 (also known as equivalent circulation density), so that these pressure losses (if any) are preferably taken into account when determining the actual pressure in the wellbore in a fluid loss position. At the same time, it is not necessary to circulate the fluid 18 through the drill string 16 and the annular space 20 when performing method 130. Instead, pump 70 (see FIG. 1) and / or mud pump 68 (see FIG. 3) can used to supply flow through the nozzle 34 in the method 130, when there is no circulation of fluid 18 through the drill string 16 and the annular space 20.

На этапе 132 способа 130 штуцер 34 регулируют для постепенного увеличения давления в стволе 12 скважины. При увеличении сопротивления потоку через штуцер 34 (например, посредством постепенного закрытия штуцера), давление выше по потоку от штуцера увеличивается, при этом давление, приложенное к кольцевому пространству 20 вблизи поверхности, увеличивается.At step 132 of method 130, fitting 34 is adjusted to gradually increase pressure in wellbore 12. With increasing resistance to flow through the nozzle 34 (for example, by gradually closing the nozzle), the pressure upstream of the nozzle increases, while the pressure applied to the annular space 20 near the surface increases.

На этапе 134 обнаруживают потерю флюида 18. Например, с использованием распределенного акустического измерения или распределенного измерения температуры посредством волновода 88, как описано выше, акустическую или тепловую индикацию потери флюида 18 можно легко обнаруживать (например, как показано на фиг. 5).At step 134, fluid loss 18 is detected. For example, using distributed acoustic measurement or distributed temperature measurement by waveguide 88, as described above, an acoustic or thermal indication of fluid loss 18 can be easily detected (for example, as shown in FIG. 5).

Давление в стволе 12 скважины в положении потери флюида можно измерять (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.) и/или давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности можно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) при потере. Данные измерения давления должны указывать давление гидроразрыва пласта 64 в положении потери флюида.The pressure in the wellbore 12 in the fluid loss position can be measured (for example, using sensors 60, 104, etc.) and / or the pressure in the annular space 20 near the surface can be measured (for example, using sensors 38, 40, etc. d.) in case of loss. Pressure measurement data should indicate fracture pressure of formation 64 at the fluid loss position.

На этапе 136 штуцер 34 регулируют надлежащим образом для конкретной операции бурения. Например, в бурении под управляемым давлением штуцер 34 можно регулировать для поддержания давления в стволе 12 скважины несколько выше порового давления пласта 64 (что может впоследствии подтверждаться отсутствием обнаружения притока посредством волновода 88 после регулирования штуцера) и меньше давления гидроразрыва пласта. В бурении на депрессии штуцер 34 можно регулировать так, что регулируемый объем притока создается во время бурения (что может впоследствии подтверждаться посредством волновода 88 после регулирования штуцера).At 136, the fitting 34 is adjusted appropriately for a particular drilling operation. For example, in drilling under controlled pressure, the nozzle 34 can be adjusted to maintain the pressure in the wellbore 12 slightly higher than the pore pressure of the formation 64 (which can subsequently be confirmed by the absence of inflow detection by the waveguide 88 after adjusting the nozzle) and less than the fracturing pressure. In downhole drilling, the nozzle 34 can be adjusted so that an adjustable inflow volume is created during drilling (which can subsequently be confirmed by the waveguide 88 after adjusting the nozzle).

Следует понимать, что описанное выше изобретение создает несколько преимуществ по сравнению с известными техническими решениями регулирования давления в стволе скважины и измерения параметров в операциях бурения. В примере по фиг. 4, гибкая насосно-компрессорная труба или иная бурильная колонна 16 в виде непрерывной насосно-компрессорной трубы включает в себя оптический волновод 88, который обеспечивает распределенное и/или точечное измерение различных параметров. Использование бурильной колонны 16 в виде непрерывной насосно-компрессорной трубы с оптическим волноводом 88 здесь обеспечивает удобный спуск бурильной колонны и волновода в ствол 12 скважины и их подъем из ствола, не требуя прикрепления волновода к наружной поверхности, или открепления волновода от наружной поверхности бурильной колонны при соединении секций бурильной колонны с колонной или их отсоединения от колонны.It should be understood that the invention described above creates several advantages compared with the known technical solutions for regulating the pressure in the wellbore and measuring parameters in drilling operations. In the example of FIG. 4, a flexible tubing or other drill string 16 in the form of a continuous tubing includes an optical waveguide 88 that provides distributed and / or point measurement of various parameters. The use of the drill string 16 in the form of a continuous tubing with an optical waveguide 88 here provides a convenient descent of the drill string and waveguide into the wellbore 12 and their rise from the wellbore without requiring the waveguide to be attached to the outer surface, or to detach the waveguide from the outer surface of the drill string connecting drill string sections to the string or disconnecting them from the string.

Приведенное выше изобретение описывает способ бурения ствола 12 скважины. Способ может включать в себя этапы, на которых бурят ствол 12 скважины посредством бурильной колонны 16 насосно-компрессорных труб, и измеряют по меньшей мере один параметр посредством оптического волновода 88 в бурильной колонне 16.The above invention describes a method for drilling a wellbore 12. The method may include the steps of drilling a wellbore 12 by means of a drill string 16 of the tubing and measuring at least one parameter by means of an optical waveguide 88 in the drill string 16.

Бурильная колонна 16 может являться непрерывной по меньшей мере от оборудования на поверхности до компоновки низа бурильной колонны 16.The drill string 16 may be continuous at least from equipment on the surface to the layout of the bottom of the drill string 16.

Измерение по меньшей мере одного параметра может содержать измерение параметра, распределенного вдоль бурильной колонны 16.The measurement of at least one parameter may comprise measuring a parameter distributed along the drill string 16.

Распределенное акустическое измерение (DAS), распределенное измерение температуры (DTS), распределенное измерение вибрации (DVS) и/или распределенное измерение напряжения (DSS) может быть включено в измерение по меньшей мере одного параметра.Distributed Acoustic Measurement (DAS), Distributed Temperature Measurement (DTS), Distributed Vibration Measurement (DVS) and / or Distributed Voltage Measurement (DSS) may be included in the measurement of at least one parameter.

Измеряемый параметр можно выбрать из группы, включающей давление, температуру, ион химреагента, ионизирующее излучение, pH, магнитное поле и гамма-излучение. Конечно, любой другой параметр (параметры), и любое число или комбинацию параметров, можно измерять согласно принципам настоящего изобретения.The measured parameter can be selected from the group including pressure, temperature, chemical ion, ionizing radiation, pH, magnetic field and gamma radiation. Of course, any other parameter (s), and any number or combination of parameters, can be measured according to the principles of the present invention.

Способ 108 может включать в себя этапы, на которых регулируют штуцер 34, тем самым создавая приток флюида 94 в ствол 12 скважин, при этом измерение по меньшей мере одного параметра может включать в себя этап, на котором определяют приток. Способ 108 может также включать в себя этап, на котором измеряют давление в стволе 12 скважины при определении притока при корреляции давления в стволе 12 скважины с поровым давлением в пласте 64, пройденным стволом 12 скважины. Способ 108 может также включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34 в ответ на определение притока.The method 108 may include stages in which the nozzle 34 is regulated, thereby creating an influx of fluid 94 into the wellbore 12, the measurement of at least one parameter may include the stage of determining the inflow. The method 108 may also include the step of measuring the pressure in the wellbore 12 when determining the inflow by correlating the pressure in the wellbore 12 with the pore pressure in the formation 64 passed by the wellbore 12. Method 108 may also include the step of adjusting fitting 34 in response to determining inflow.

Способ 130 может включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34, тем самым вызывая потери флюида 18 из ствола 12 скважины, при этом измерение по меньшей мере одного параметра может включать в себя этап, на котором определяют потери флюида 18. Способ 130 может также включать в себя этап, на котором измеряют давление в стволе 12 скважины при определении потери флюида 18 при корреляции давления в стволе 12 скважины с давлением гидроразрыва в пласте 64, пройденном стволом 12 скважин. Способ 130 может также включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34 в ответ на определение потери флюида 18.The method 130 may include adjusting the fitting 34, thereby causing loss of fluid 18 from the wellbore 12, the measurement of at least one parameter may include determining the loss of fluid 18. Method 130 may also include the stage at which the pressure in the wellbore 12 is measured when determining the loss of fluid 18 when the pressure in the wellbore 12 is correlated with the fracturing pressure in the formation 64 passed by the wellbore 12. The method 130 may also include adjusting the fitting 34 in response to determining a loss of fluid 18.

Оптический волновод 88 может быть расположен во внутреннем канале 90 потока бурильной колонны 16.The optical waveguide 88 may be located in the inner channel 90 of the flow of the drill string 16.

Также в приведенном выше описании раскрыта скважинная система 10. Скважинная система 10 может содержать непрерывную бурильную колонну 16 насосно-компрессорных труб, и оптический волновод 88 в бурильной колонне 16. Оптический волновод 88 может измерять по меньшей мере один параметр вдоль бурильной колонны 16.The borehole system 10 is also disclosed in the above description. The borehole system 10 may comprise a continuous drill string 16 of the tubing, and an optical waveguide 88 in the drill string 16. The optical waveguide 88 may measure at least one parameter along the drill string 16.

Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в данном документе, можно использовать в различных ориентациях, таких как наклонная, перевернутая, горизонтальная, вертикальная и т.д. и в различных конфигурациях без отхода от принципов настоящего изобретения. Варианты осуществления описаны только как примеры полезного применения принципов изобретения, которые не ограничены любыми конкретными деталями данных вариантов осуществления.It should be understood that the various embodiments of the present invention described herein can be used in various orientations, such as oblique, inverted, horizontal, vertical, etc. and in various configurations without departing from the principles of the present invention. The embodiments are described only as examples of the beneficial application of the principles of the invention, which are not limited to any specific details of these embodiments.

Специалисту в данной области техники после тщательного рассмотрения приведенного выше описания вариантов осуществления изобретения должно быть понятно, что многие модификации, дополнения, замены, исключения и другие изменения можно выполнять в конкретных вариантах осуществления, и такие изменения согласуются с принципами настоящего изобретения. Соответственно, приведенное выше подробное описание следует понимать исключительно как иллюстрацию и пример, причем, сущность и объем настоящего изобретения ограничены только прилагаемой формулой изобретения и его эквивалентами.After a careful review of the above description of embodiments of the invention, one skilled in the art will appreciate that many modifications, additions, substitutions, exceptions, and other changes can be made in specific embodiments, and such changes are consistent with the principles of the present invention. Accordingly, the above detailed description should be understood solely as an illustration and example, and the essence and scope of the present invention are limited only by the attached claims and their equivalents.

Claims (26)

1. Способ бурения ствола скважины, включающий в себя этапы, на которых:
бурят ствол скважины посредством непрерывной бурильной колонны насосно-компрессорных труб;
измеряют по меньшей мере один параметр посредством оптического волновода в бурильной колонне, причем измерение включает в себя этап, на котором определяют оптическое обратное рассеяние вдоль оптического волновода; и
регулируют штуцер, тем самым вызывая приток флюида в ствол скважины или потерю флюида из ствола скважины, при этом измерение по меньшей мере одного параметра дополнительно включает в себя этап, на котором определяют приток или потерю флюида.
1. A method of drilling a wellbore, comprising the steps of:
drilling a wellbore by means of a continuous drill string of tubing;
measuring at least one parameter with an optical waveguide in the drill string, the measurement including the step of determining optical backscattering along the optical waveguide; and
adjust the nozzle, thereby causing fluid to flow into the wellbore or fluid loss from the wellbore, the measurement of at least one parameter further includes the step of determining fluid flow or fluid loss.
2. Способ по п. 1, в котором бурильная колонна является непрерывной по меньшей мере от положения на поверхности до компоновки низа бурильной колонны.2. The method of claim 1, wherein the drill string is continuous from at least a surface position to a bottom assembly of the drill string. 3. Способ по п. 1, в котором измерение по меньшей мере одного параметра включает в себя этап, на котором измеряют параметр как распределенный вдоль бурильной колонны.3. The method according to claim 1, in which the measurement of at least one parameter includes the step of measuring the parameter as distributed along the drill string. 4. Способ по п. 1, в котором измерение по меньшей мере одного параметра включает в себя этап, на котором осуществляют распределенное акустическое измерение.4. The method according to p. 1, in which the measurement of at least one parameter includes the step of performing a distributed acoustic measurement. 5. Способ по п. 1, в котором измерение по меньшей мере одного параметра включает в себя этап, на котором осуществляют распределенное измерение температуры.5. The method according to p. 1, in which the measurement of at least one parameter includes the step of performing a distributed temperature measurement. 6. Способ по п. 1, в котором измерение по меньшей мере одного параметра включает в себя этап, на котором осуществляют распределенное измерение вибрации.6. The method according to p. 1, in which the measurement of at least one parameter includes the step of performing a distributed vibration measurement. 7. Способ по п. 1, в котором измерение по меньшей мере одного параметра включает в себя этап, на котором осуществляют распределенное измерение напряжения.7. The method according to p. 1, in which the measurement of at least one parameter includes a step in which a distributed voltage measurement. 8. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере один параметр выбирают из группы, включающей: давление, температуру, ион химреагента, ионизирующее излучение, pH, магнитное поле и гамма-излучение.8. The method according to p. 1, in which at least one parameter is selected from the group including: pressure, temperature, chemical ion, ionizing radiation, pH, magnetic field and gamma radiation. 9. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором измеряют давление в стволе скважины при определении притока, причем давление в стволе скважины коррелировано с поровым давлением в пласте, пройденном стволом скважины.9. The method according to claim 1, further comprising the step of measuring the pressure in the wellbore when determining the inflow, wherein the pressure in the wellbore is correlated with the pore pressure in the formation passed by the wellbore. 10. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют штуцер в ответ на определение притока.10. The method of claim 1, further comprising the step of adjusting the fitting in response to determining the inflow. 11. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором измеряют давление в стволе скважины при определении потери флюида, причем давление в стволе скважины коррелировано с давлением гидроразрыва в пласте, пройденном стволом скважины.11. The method according to p. 1, further comprising the step of measuring the pressure in the wellbore when determining fluid loss, the pressure in the wellbore being correlated with the fracture pressure passed by the wellbore. 12. Способ по п. 1, дополнительно включающий в себя этап, на котором регулируют штуцер в ответ на определение потери флюида.12. The method of claim 1, further comprising adjusting the fitting in response to determining fluid loss. 13. Способ по п. 1, в котором оптический волновод расположен во внутреннем канале потока бурильной колонны.13. The method according to p. 1, in which the optical waveguide is located in the internal channel of the flow of the drill string. 14. Скважинная система, содержащая:
непрерывную бурильную колонну насосно-компрессорных труб и оптический волновод в бурильной колонне, причем оптический волновод измеряет по меньшей мере один параметр вдоль бурильной колонны посредством определения оптического обратного рассеяния вдоль оптического волновода, и
штуцер, регулирование которого вызывает приток флюида в ствол скважины или потерю флюида из ствола скважины, причем по меньшей мере один параметр представляет собой индикацию притока или потери флюида.
14. A downhole system comprising:
a continuous drill string of the tubing and an optical waveguide in the drill string, the optical waveguide measuring at least one parameter along the drill string by determining optical backscatter along the optical waveguide, and
a fitting whose regulation causes fluid inflow into the wellbore or fluid loss from the wellbore, wherein at least one parameter is an indication of fluid inflow or loss.
15. Система по п. 14, в которой бурильная колонна является непрерывной по меньшей мере от положения на поверхности до компоновки низа бурильной колонны.15. The system of claim 14, wherein the drill string is continuous from at least a surface position to a bottom assembly of the drill string. 16. Система по п. 14, в которой оптический волновод измеряет по меньшей мере один параметр как распределенный вдоль бурильной колонны.16. The system of claim 14, wherein the optical waveguide measures at least one parameter as being distributed along the drill string. 17. Система по п. 14, в которой по меньшей мере один параметр представляет собой распределенные акустические волны.17. The system of claim 14, wherein the at least one parameter is distributed acoustic waves. 18. Система по п. 14, в которой по меньшей мере один параметр представляет собой распределенную температуру.18. The system of claim 14, wherein the at least one parameter is a distributed temperature. 19. Система по п. 14 в которой по меньшей мере один параметр представляет собой распределенную вибрацию.19. The system of claim 14, wherein the at least one parameter is distributed vibration. 20. Система по п. 14, в которой по меньшей мере один параметр представляет собой распределенное напряжение.20. The system of claim 14, wherein the at least one parameter is a distributed voltage. 21. Система по п. 14, в которой по меньшей мере один параметр выбран из группы, включающей: давление, температуру, ион химреагента, ионизирующее излучение, pH, магнитное поле и гамма-излучение.21. The system according to p. 14, in which at least one parameter is selected from the group including: pressure, temperature, chemical ion, ionizing radiation, pH, magnetic field and gamma radiation. 22. Система по п. 14, в которой давление в стволе скважины при индикации притока коррелировано с поровым давлением в пласте, пройденном стволом скважины.22. The system of claim 14, wherein the pressure in the wellbore when indicating the inflow is correlated with pore pressure in the formation passed by the wellbore. 23. Система по п. 14, в которой штуцер регулируется в ответ на индикацию притока.23. The system of claim 14, wherein the fitting is adjusted in response to an indication of flow. 24. Система по п. 14, в которой давление в стволе скважины при индикации потери флюида коррелировано с давлением гидроразрыва в пласте, пройденном стволом скважины.24. The system of claim 14, wherein the pressure in the wellbore when indicating fluid loss is correlated with the fracture pressure in the formation passed by the wellbore. 25. Система по п. 14, в которой штуцер регулируется в ответ на индикацию потери флюида.25. The system of claim 14, wherein the fitting is adjusted in response to an indication of fluid loss. 26. Система по п. 14, в которой оптический волновод расположен во внутреннем канале потока бурильной колонны. 26. The system of claim 14, wherein the optical waveguide is located in the inner channel of the drill string.
RU2013158132/03A 2011-06-02 2011-06-02 Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes RU2565299C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2011/038838 WO2012166137A1 (en) 2011-06-02 2011-06-02 Optimized pressure drilling with continuous tubing drill string

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013158132A RU2013158132A (en) 2015-07-20
RU2565299C2 true RU2565299C2 (en) 2015-10-20

Family

ID=47259675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158132/03A RU2565299C2 (en) 2011-06-02 2011-06-02 Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2715035A4 (en)
CN (1) CN103635655B (en)
AU (1) AU2011369403B2 (en)
BR (1) BR112013030718A2 (en)
CA (1) CA2837859C (en)
MY (1) MY164665A (en)
RU (1) RU2565299C2 (en)
WO (1) WO2012166137A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640844C1 (en) * 2017-03-23 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук Method for running casing string in horizontal long-distance wellbore
RU2649204C1 (en) * 2017-04-13 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for drilling-in at controlled drawdown

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103688020A (en) * 2011-07-12 2014-03-26 哈里伯顿能源服务公司 Formation testing in managed pressure drilling
US8783381B2 (en) 2011-07-12 2014-07-22 Halliburton Energy Services, Inc. Formation testing in managed pressure drilling
GB2535086B (en) * 2013-12-17 2020-11-18 Halliburton Energy Services Inc Distributed acoustic sensing for passive ranging
GB2526255B (en) * 2014-04-15 2021-04-14 Managed Pressure Operations Drilling system and method of operating a drilling system
WO2016204725A1 (en) 2015-06-15 2016-12-22 Halliburton Energy Services, Inc. Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control
US10538986B2 (en) * 2017-01-16 2020-01-21 Ensco International Incorporated Subsea pressure reduction manifold
CN109375266B (en) * 2018-12-18 2024-02-02 清华大学 Underground water seal cave depot safety monitoring system adopting inclined long distributed optical fibers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199006C2 (en) * 2001-03-30 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Device for drilling of inclined and horizontal wells
WO2005116388A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-08 Schlumberger Canada Limited System and methods using fiber optics in coiled tubing
WO2008075238A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Schlumberger Canada Limited System and method for sensing a parameter in a wellbore

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3905010A (en) * 1973-10-16 1975-09-09 Basic Sciences Inc Well bottom hole status system
GB2409719B (en) * 2002-08-15 2006-03-29 Schlumberger Holdings Use of distributed temperature sensors during wellbore treatments
US6814142B2 (en) * 2002-10-04 2004-11-09 Halliburton Energy Services, Inc. Well control using pressure while drilling measurements
US7219729B2 (en) * 2002-11-05 2007-05-22 Weatherford/Lamb, Inc. Permanent downhole deployment of optical sensors
US6997256B2 (en) * 2002-12-17 2006-02-14 Sensor Highway Limited Use of fiber optics in deviated flows
CN2727395Y (en) * 2004-05-28 2005-09-21 徐凌堂 High temperature high pressure optical waveguide well logging system
US7397976B2 (en) 2005-01-25 2008-07-08 Vetco Gray Controls Limited Fiber optic sensor and sensing system for hydrocarbon flow
ATE454531T1 (en) * 2005-11-21 2010-01-15 Shell Oil Co METHOD FOR MONITORING FLUID PROPERTIES
CN101975057A (en) * 2010-10-28 2011-02-16 华东理工大学 Real-time control drilling and production system for deep and ultra-deep wells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2199006C2 (en) * 2001-03-30 2003-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" Device for drilling of inclined and horizontal wells
WO2005116388A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-08 Schlumberger Canada Limited System and methods using fiber optics in coiled tubing
WO2008075238A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Schlumberger Canada Limited System and method for sensing a parameter in a wellbore

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2640844C1 (en) * 2017-03-23 2018-01-12 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук Method for running casing string in horizontal long-distance wellbore
RU2649204C1 (en) * 2017-04-13 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Method for drilling-in at controlled drawdown

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158132A (en) 2015-07-20
CA2837859A1 (en) 2012-12-06
AU2011369403B2 (en) 2014-03-13
CN103635655A (en) 2014-03-12
MY164665A (en) 2018-01-30
BR112013030718A2 (en) 2016-12-06
AU2011369403A1 (en) 2013-11-14
WO2012166137A1 (en) 2012-12-06
CA2837859C (en) 2016-05-24
CN103635655B (en) 2016-03-30
EP2715035A4 (en) 2014-11-26
EP2715035A1 (en) 2014-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565299C2 (en) Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes
US8573325B2 (en) Optimized pressure drilling with continuous tubing drill string
US8347958B2 (en) Systems and methods for distributed interferometric acoustic monitoring
US8770283B2 (en) Systems and methods for distributed interferometric acoustic monitoring
US7836973B2 (en) Annulus pressure control drilling systems and methods
US10077647B2 (en) Control of a managed pressure drilling system
CN103459755A (en) Automatic standpipe pressure control in drilling
US20130327533A1 (en) Wellbore influx detection in a marine riser
US20180135365A1 (en) Automatic managed pressure drilling utilizing stationary downhole pressure sensors
US20180202281A1 (en) Locating wellbore flow paths behind drill pipe
US20130087388A1 (en) Wellbore influx detection with drill string distributed measurements
EP3280875B1 (en) Flow monitoring tool
US20170175465A1 (en) Flow monitoring using distributed strain measurement
US11761267B2 (en) Telemetry marine riser
US11371342B2 (en) Flow monitoring tool

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170603