CN120211746A 用于气井带压作业的安全监测管理系统

(19)国家知识产权局区未央路与凤城九路十字东北角经开(72)发明人刘胜军陈郭史博李栋博所(普通合伙)34210本发明公开了用于气井带压作业的安全监带压区域环境浮动不会对带压作业产生影响的理平台21.用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，包括安全监测管理平台，其中安全监测管理平台通讯连接有带压状态监测单元、作业执行监测单元以及作业风险监测单元；带压状态监测单元将井下带压区域进行密封并标记为带压区域，且在带压区域的井口位置以及除井口位置以外的任意区域位置设定压力传感器，根据压力传感器所在位置的位置特性进行压力波动预设，得到不同类型的位置标记，获取到压力浮动信息和压控变动信息，根据信息比对推断带压状态监测是否正常，异常则不执行带压作业，正常则执行带压作业，且作业执行监测单元对带压区域进行带压作业执行监测，根据带压作业执行监测采集到作业执行监测信息，并通过公式计算得到带压作业执行监测系数，根据系数比较推断执行监测是否正常，异常则进行作业执行调控，正常则进行作业风险监测；作业风险监测单元采集到井下位置风险信息和井下时长风险信息，根据信息分析推断执行风险监测是否正常，异常则进行执行整顿，正常则继续执行。2.根据权利要求1所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，位置类型标记过程如下：压力传感器高深度位置相对于低深度位置，标记为相对压高位置，同时，低深度位置相对于高深度位置，标记为相对压低位置；压力数值影响参数种类数量多或者影响参数调节控制效率低，将对应位置标记为高浮动位置，反之，则压力数值影响参数种类数量低且影响参数调节控制效率高，将对应位置标记为低浮动位置。3.根据权利要求2所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，压力浮动信息和压控变动信息分别为带压区域内高浮动位置压力数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速度数值比、带压区域内高浮动位置压力数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速度数值比。4.根据权利要求3所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，若压力浮动信息超过累计跨度和阈值，或者压控变动信息未超过速度数值比阈值，则推断带压作业区域的带压状态监测异常；若压力浮动信息未超过累计跨度和阈值，且压控变动信息超过速度数值比阈值，则推断带压作业区域的带压状态监测正常。5.根据权利要求1所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，作业执行监测信息包括作业时段内起始时刻与当前系统时刻对应带压区域内部油气流动顺畅度的往复数值浮动量、作业时段内不同作业时刻时对应作业区域任一位置的油井损伤度、带压区域内带压作业执行时段与带压区域对应油气层渗透率下降时段的重叠时长，且分别设6.根据权利要求5所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，若带压作业执行监测系数超过监测系数阈值，则推断作业执行监测异常；若带压作业执行监测系数未超过监测系数阈值，则推断作业执行监测正常。7.根据权利要求1所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，井下位置风险信息为带压区域内带压作业执行过程中气井内管柱最大可下放距离与实际下放距离的距离偏差值、带压区域内气井内管柱实时途径位置与预设途径位置的距离偏差增加跨度对应跨度和值；井下时长风险信息为带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值。38.根据权利要求7所述的用于气井带压作业的安全监测管理系统，其特征在于，若井下时长风险信息超过跨度和值阈值，或者井下时长风险信息超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测异常；若井下时长风险信息未超过跨度和值阈值，且井下时长风险信息未超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测正常。4用于气井带压作业的安全监测管理系统技术领域[0001]本发明涉及安全监测管理技术领域，具体为用于气井带压作业的安全监测管理系统。背景技术[0002]带压作业的带压环境监测是确保作业安全的重要环节；在带压作业中，由于井口存在压力，一旦出现泄漏或压力异常变化，可能会引发严重的安全事故；因此，对带压环境进行实时监测，可以及时发现潜在的危险，采取相应的措施，保障作业人员和设备的安全。[0003]但是在现有技术中，进行带压作业前无法对带压区域的带压状态进行安全监测，以至于无法保证当前环境满足带压作业执行，其次，带压作业执行时不能够保证当前带压区域环境浮动不会对带压作业产生影响，除此之外，无法对带压作业执行风险监测，造成带压作业执行效率降低。发明内容[0005]本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出用于气井带压作业的安全监测管理系统。[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0007]用于气井带压作业的安全监测管理系统，包括安全监测管理平台，其中安全监测管理平台通讯连接有带压状态监测单元、作业执行监测单元以及作业风险监测单元；[0008]带压状态监测单元将井下带压区域进行密封并标记为带压区域，且在带压区域的井口位置以及除井口位置以外的任意区域位置设定压力传感器，根据压力传感器所在位置的位置特性进行压力波动预设，得到不同类型的位置标记，获取到压力浮动信息和压控变动信息，根据信息比对推断带压状态监测是否正常，异常则不执行带压作业，正常则执行带压作业，且作业执行监测单元对带压区域进行带压作业执行监测，根据带压作业执行监测采集到作业执行监测信息，并通过公式计算得到带压作业执行监测系数，根据系数比较推断执行监测是否正常，异常则进行作业执行调控，正常则进行作业风险监测；[0009]作业风险监测单元采集到井下位置风险信息和井下时长风险信息，根据信息分析推断执行风险监测是否正常，异常则进行执行整顿，正常则继续执行。[0010]作为本发明的一种优选实施方式，位置类型标记过程如下：[0011]压力传感器高深度位置相对于低深度位置，标记为相对压高位置，同时，低深度位置相对于高深度位置，标记为相对压低位置；压力数值影响参数种类数量多或者影响参数调节控制效率低，将对应位置标记为高浮动位置，反之，则压力数值影响参数种类数量低且影响参数调节控制效率高，将对应位置标记为低浮动位置。[0012]作为本发明的一种优选实施方式，压力浮动信息和压控变动信息分别为带压区域内高浮动位置压力数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加5快速度峰值对应速度数值比、带压区域内高浮动位置压力数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速度数值比。[0013]作为本发明的一种优选实施方式，若压力浮动信息超过累计跨度和阈值，或者压控变动信息未超过速度数值比阈值，则推断带压作业区域的带压状态监测异常；若压力浮动信息未超过累计跨度和阈值，且压控变动信息超过速度数值比阈值，则推断带压作业区域的带压状态监测正常。[0014]作为本发明的一种优选实施方式，作业执行监测信息包括作业时段内起始时刻与当前系统时刻对应带压区域内部油气流动顺畅度的往复数值浮动量、作业时段内不同作业时刻时对应作业区域任一位置的油井损伤度、带压区域内带压作业执行时段与带压区域对例系数。[0017]作为本发明的一种优选实施方式，若带压作业执行监测系数超过监测系数阈值，则推断作业执行监测异常；若带压作业执行监测系数未超过监测系数阈值，则推断作业执行监测正常。[0018]作为本发明的一种优选实施方式，井下位置风险信息为带压区域内带压作业执行过程中气井内管柱最大可下放距离与实际下放距离的距离偏差值、带压区域内气井内管柱实时途径位置与预设途径位置的距离偏差增加跨度对应跨度和值；井下时长风险信息为带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值。[0019]作为本发明的一种优选实施方式，若井下时长风险信息超过跨度和值阈值，或者井下时长风险信息超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测异常；若井下时长风险信息未超过跨度和值阈值，且井下时长风险信息未超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测正常。[0021]1、本发明中，对井下带压作业区域进行带压状态监测，确保当前井下带压作业区域是否能够进行带压作业，保证带压作业执行时井下安全性满足实际需求，避免带压作业的带压状态异常造成气井失衡，造成井下作业安全隐患增加，同时通过带压状态监测能够对带压作业进行准确决策，保证带压作业完成效率的同时确保带压作业的安全性能，在带压状态差异时及时进行作业中止，降低压力浮动带来的影响；[0022]对带压区域进行带压作业执行监测，在带压作业过程中对气井内带压区域进行作业执行监测，推断带压作业执行时带压区域的状态变化是否安全，以及整个气井区域实时状态进行评估，避免带压作业执行时气井内部压力均衡状态异常，导致整个气井区域存在安全隐患，便于及时发现安全隐患并及时对带压作业进行调整部署。[0023]2、本发明中，对带压区域进行实时带压作业风险监测，通过风险监测推断当前带压作业执行时是否影响带压区域的整体压力状态，避免带压作业风险对带压区域带来状态改动，以至于引发不必要的安全隐患，降低了带压作业的风险性；对执行带压作业的带压区域进行环境安全预警，在气井下带压作业安全监测正常时通过带压区域环境安全预警，实6时保障带压作业执行区域的安全性，避免外界环境影响造成带压作业执行低效，以至于导致带压区域的安全性能降低，同时容易造成带压区域风险误判定为带压作业影响，对带压作业方式调整造成未知因素增加且产生不必要的浪费。附图说明[0024]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。[0025]图1为本发明实施例一的原理框图；[0026]图2为本发明实施例二的原理框图。具体实施方式[0027]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0028]在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。[0030]本实施例对气井带压作业进行安全监测，请参阅图1所示，用于气井带压作业的安全监测管理系统，包括安全监测管理平台，其中安全监测管理平台通讯连接有带压状态监测单元、作业执行监测单元以及作业风险监测单元；[0031]在气井需要进行井下作业时，在气井内存在压力的情况下，不放喷、不压井进行强行作业，在作业过程中，无需压井，避免了压井液对储层的伤害，能够最大限度地保护气井的产能，省去了压井和排液等环节，缩短了作业时间，提高了作业效率；同时带压作业可以避免因压井不当而导致的井喷等安全事故；[0032]在气井带压作业执行时，需要将气井处于密封状态，本系统进行介入，安全监测管理平台得到井下作业指令后，生成带压状态监测信号并将带压状态监测信号发送至带压状态监测单元；[0033]带压状态监测单元接收到带压状态监测信号后，对井下带压作业区域进行带压状态监测，确保当前井下带压作业区域是否能够进行带压作业，保证带压作业执行时井下安全性满足实际需求，避免带压作业的带压状态异常造成气井失衡，造成井下作业安全隐患增加，同时通过带压状态监测能够对带压作业进行准确决策，保证带压作业完成效率的同时确保带压作业的安全性能，在带压状态差异时及时进行作业中止，降低压力浮动带来的[0034]将井下带压区域进行密封并标记为带压区域，且在带压区域的井口位置以及除井口位置以外的任意区域位置设定压力传感器，且设定压力传感器的位置存在间距且不处于同一水平线；根据压力传感器所在位置的位置特性进行压力波动预设，具体为压力传感器高深度位置相对于低深度位置，标记为相对压高位置，同时，低深度位置相对于高深度位7压力传感器的不同位置进行压力浮动预设，具体为不同位置的响参数调节控制效率不同，则压力数值影响参数种类数量多或者影响参数调节控制效率值上升跨度与相对压低位置的压力浮动速度上升跨度对应数值累带压区域内各个位置的压力浮动变化；同时获取到带压区域作为井下作业待执行区域时，带压区域内高浮动位置压力数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率域内相对压高位置的压力峰值上升跨度与相对压低位置的压力浮动速度上升跨度对应数浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速度数[0036]若带压区域内相对压高位置的压力峰值上升跨度与相对压低位置的压力浮动速数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速[0037]若带压区域内相对压高位置的压力峰值上升跨度与相对压低位置的压力浮动速数值浮动持续时长下降速度与低浮动位置压力数值浮动频率的频率加快速度峰值对应速进行输送时当前气井内部油气输送速度的浮动跨度均值与输送过程中速度瞬间下降的浮动跨度值对应跨度之和，并将作业时段内起始时刻与当前系统8[0040]获取到作业时段内不同作业时刻时对应作业区域任一位置的油井损伤度，其中油井损伤度表示为作业区域任一位置对应同一壁厚下同等任务输送量对应位置压力的偏差值，其数值越大则油井损伤越大，压力影响越大；并将作业时段内不同作业时刻时对应作业区域任一位置的油井损伤度标记为SSD;[0041]在作业区域内随着作业时段的持续增加，获取到带压区域内带压作业执行时段与带压区域对应油气层渗透率下降时段的重叠时长，并将带压区域内带压作业执行时段与带压区域对应油气层渗透率下降时段的重叠时长标记为CDS;[0042]将上述采集数据统一标记为作业执行监测信息，且代入公式获取到带压区域内带fvz2以及fvz3分别为往复数值浮动量、油井损伤度以及重叠时长的预设比例系数，ZX表示为带压作业执行监测系数；[0043]将带压区域内带压作业执行监测系数与监测系数阈值进行比较：[0044]若带压区域内带压作业执行监测系数超过监测系数阈值，则推断带压区域进行带压作业时作业执行监测异常，生成区域危险信号并将区域危险信号发送至安全监测管理平台，安全监测管理平台接收到区域危险信号后，将带压作业进行暂停并对带压区域内各个位置设定监测时段，在监测时段进行带压区域维护监测，并在合格后继续进行带压作业执行，反之则停止并在下一运行周期进行带压作业时刻筛选；[0045]若带压区域内带压作业执行监测系数未超过监测系数阈值，则推断带压区域进行带压作业时作业执行监测正常，生成区域安全信号并将区域安全信号发送至安全监测管理平台；[0046]完成带压区域内作业执行监测后，生成作业风险监测信号并将作业风险监测信号发送至作业风险监测单元，作业风险监测单元接收到作业风险监测信号后，对带压区域进行实时带压作业风险监测，通过风险监测推断当前带压作业执行时是否影响带压区域的整体压力状态，避免带压作业风险对带压区域带来状态改动，以至于引发不必要的安全隐患，降低了带压作业的风险性；[0047]获取到带压区域内带压作业执行过程中气井内管柱最大可下放距离与实际下放距离的距离偏差值，同时获取到带压区域内气井内管柱实时途径位置与预设途径位置的距离偏差增加跨度，且根据距离偏差值与距离偏差增加跨度进行求和计算得到跨度和值，并标记为井下位置风险信息；[0048]获取到带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值，其中高风险位置表示为带压区域内斜井位置、水平井位置或者空间狭小位置等；并将带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值标记为井下时长风险信息；[0049]且分别与跨度和值阈值和时长延迟值阈值进行比较：[0050]若距离偏差值与距离偏差增加跨度的跨度和值超过跨度和值阈值，或者带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测异常，生成作业风险升高信号并将作业风险升高信号发送至安全监测管理平台，安全监测管理平台接收到作业风险升高信号后，对带压区域的带压作业执行时刻进行调节并对执行任务量进行调9[0051]若距离偏差值与距离偏差增加跨度的跨度和值未超过跨度和值阈值，且带压作业执行时内管柱在井下途径高风险位置的实时途径位置当前时刻与监测到途径位置的时刻对应时长延迟值未超过时长延迟值阈值，则推断当前带压区域的作业风险监测正常，生成作业风险稳定信号并将作业风险稳定信号发送至安全监测管理平台，安全监测管理平台接收到作业风险稳定信号后进行带压区域持续监测；[0052]实施例二[0053]上一实施例对气井带压作业进行安全监测，本实施例在上一实施例的基础上，请参阅图2所示，增设环境安全预警单元，在作业风险监测完成且合格后，生成环境安全预警信号并将环境安全预警信号发送至环境安全预警单元，环境安全预警单元接收到环境安全预警信号后，对执行带压作业的带压区域进行环境安全预警，在气井下带压作业安全监测正常时通过带压区域环境安全预警，实时保障带压作业执行区域的安全性，避免外界环境影响造成带压作业执行低效，以至于导致带压区域的安全性能降低，同时容易造成带压区域风险误判定为带压作业影响，对带压作业方式调整造成未知因素增加且产生不必要的浪[0054]获取到带压区域执行带压作业时环境温度浮动阶段内作业执行设备任一部件所在位置环境温度浮动速度影响跨度值与对应部件所在位置环境温度趋势造成部件运行参数的浮动速度跨度值对应速度跨度值之和，其中，部件运行参数为根据部件类型进行本身作用参数，如角度调节机构，则对应运行参数为角度调节值，并将带压区域执行带压作业时环境温度浮动阶段内作业执行设备任一部件所在位置环境温度浮动速度影响跨度值与对应部件所在位置环境温度趋势造成部件运行参数的浮动速度跨度值对应速度跨度值之和标记为环境速度影响参数；[0055]获取到带压区域环境无参数浮动时作业执行设备运行时长增加阶段带压区域任一环境参数持续上升跨度值与对应环境参数距离设定红线数值的间隔值对应数值比，并将带压区域环境无参数浮动时作业执行设备运行时长增加阶段带压区域任一环境参数持续上升跨度值与对应环境参数距离设定红线数值的间隔值对应数值比标记为环境设备影响参数，其中数值比表示为采集两个数据对应数值比值，不考虑单位不统一的影响仅对两个数据本身数值浮动的影响进行采集分析；[0056]将环境速度影响参数和环境设备影响参数分别与速度跨度和值阈值和跨度速度数值比阈值进行比较：[0057]若环境速度影响参数超过速度跨度和值阈值，或者环境设备影响参数超过跨度速度数值比阈值，则推断带压区域内环境安全监测异常，生成环境预警信号并将环境预警信号发送至安全监测管