鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法技術

本發(fā)明專利技術公開了一種鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，特別是一種應用于石油與天然氣的勘探鉆井或者開采鉆井領域的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法。本發(fā)明專利技術提供一種可以對地層漏失進行及時檢測和準確定量檢測，有效降低鉆井風險、的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法。包括以下幾個步驟：A、選擇多相流體計算模型；B、根據(jù)前述步驟選擇的多相流體模型計算井口立壓；C、將計算井口立壓值與實際測得的井口立壓值比較；D、調整大地層漏失量；E、根據(jù)調整后的地層漏矢量重新計算井口立壓值；F、重復步驟D至E直至計算值與實測值相等。通過地面立壓的變化，結合井筒多相流的實現(xiàn)對地層漏失量的計算和定量評價，使得鉆井漏失在早期被發(fā)現(xiàn)，有效降低鉆井風險。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，特別是一種應用于石油與天然氣的勘探鉆井或者開采鉆井領域的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法。
技術介紹
在石油與天然氣的勘探鉆井或者開采鉆井過程中，當井底壓力大于地層壓力時，鉆井液在壓差作用下會進入地層，產生井漏；當井底壓力小于地層壓力時，地層中的流體就會進入井筒，產生溢流。井漏的直觀表現(xiàn)是地面鉆井液罐液面的下降，或井口無鉆井液返出，或井口鉆井液返出量小于注入量。漏失是鉆井過程中的一種常見現(xiàn)象，特別是在不清楚地層壓力的情況下，很容易產生鉆井液漏失，而按漏失量分類可分為滲透性漏失、輕微漏失以及嚴重漏失。漏失可能造成鉆井液和堵漏材料大量消耗，也有可能引發(fā)井塌、卡鉆、埋鉆及井涌等事故，如果處理不當甚至可能導致井眼的報廢，造成重大經濟損失，在高效安全的鉆井過程中要注意避免，一旦發(fā)生后要注意采取針對措施進行解決。目前，國內外都對鉆井液早期漏失監(jiān)測有一定研究，能在一定程度上實現(xiàn)復雜井條件下針對不同工況的早期漏失的監(jiān)測。常規(guī)漏失的監(jiān)測方法主要分為地面和井下兩種：地面監(jiān)測方法主要基于泥漿膨脹原理，具有簡單實用的優(yōu)點，但時間上存在滯后性，對于水平井、深井超深井滯后時間更長。井下監(jiān)測方法主要采取隨鉆環(huán)空壓力監(jiān)測，較地面監(jiān)測及時準確，但綜合要求較高。目前的檢測手段主要是定性評價，缺乏定量分析，地層漏失發(fā)生后采取何種措施主要依賴于操作人員經驗判斷，缺乏數(shù)據(jù)支撐，不能夠及時有效地采取針對措施，因此現(xiàn)有技術中還沒有一種可以對地層漏失進行及時檢測和準確定量檢測，以便工程人員根據(jù)地層漏失情況快速有效采取針對措施，有效降低鉆井風險、減少損失的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種可以對地層漏失進行及時檢測和準確定量檢測，以便工程人員根據(jù)地層漏失情況快速有效采取針對措施，有效降低鉆井風險、減少損失的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法。為解決上述技術問題本專利技術采用的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，包括以下幾個步驟：A、根據(jù)鉆井工況選擇多相流體計算模型，如果鉆井工況為過平衡鉆井則選用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果鉆井工況為欠平衡模鉆井則選用全過程欠平衡鉆井井筒流動模型或者欠平衡鉆井過程地層溢流量或流失量反演計算模型；B、根據(jù)前述步驟選擇的多相流體模型計算井口立壓，其中地層漏失量初始值設為0；C、將上一步驟計算出的井口立壓值與實際測得的井口立壓值進行比較，如果計算出的井口立壓等于實際測得的井口立壓值，則得出漏失量為0，如果計算出的井口立壓不等于實際測得的井口立壓值則進行D步驟；D、如果計算出的井口立壓大于實際測得的井口立壓值，則加大地層漏失量，如果計算出的井口立壓小于實際測得的井口立壓值，則減小地層漏失量；E、將前一步驟調整后的地層漏矢量帶入多相流體模型中重新計算井口立壓值；F、重復步驟E至F直至計算井口立壓值與實際測得井口立壓值相等，取此時所對應的地層漏矢量為計算輸出的地層漏矢量值。進一步的是，每隔1分鐘進行一次漏失量計算，當時調整為每隔5秒進行一次漏失量計算，當時調整為每隔1秒進行一次漏失量計算，其中P為立壓變化前的立壓值，P′為立壓變化后的立壓值。本專利技術的有益效果是：本申請通過立壓早期反演鉆井地層漏失量的方法來實現(xiàn)鉆井液地層漏失量監(jiān)測。該方法通過地面立壓的變化，結合井筒多相流的計算實現(xiàn)對地層漏失量的計算和定量評價，使得鉆井漏失能夠在早期被發(fā)現(xiàn)，從而盡快采取針對性措施進行后期處理，有效降低鉆井風險、減少損失。附圖說明圖1是本專利技術中的井筒流動系統(tǒng)示意圖；圖2是本專利技術中的通過立壓早期反演鉆井地層漏失量的方法示意圖；圖3是本專利技術中的立壓變化趨勢示例圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖2所示，本專利技術的鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，包括以下幾個步驟：A、根據(jù)鉆井工況選擇多相流體計算模型，如果鉆井工況為過平衡鉆井則選用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果鉆井工況為欠平衡模鉆井則選用全過程欠平衡鉆井井筒流動模型或者欠平衡鉆井過程地層溢流量或流失量反演計算模型；B、根據(jù)前述步驟選擇的多相流體模型計算井口立壓，其中地層漏失量初始值設為0；C、將上一步驟計算出的井口立壓值與實際測得的井口立壓值進行比較，如果計算出的井口立壓等于實際測得的井口立壓值，則得出漏失量為0，如果計算出的井口立壓不等于實際測得的井口立壓值則進行D步驟；D、如果計算出的井口立壓大于實際測得的井口立壓值，則加大地層漏失量，如果計算出的井口立壓小于實際測得的井口立壓值，則減小地層漏失量；E、將前一步驟調整后的地層漏矢量帶入多相流體模型中重新計算井口立壓值；F、重復步驟D至E直至計算井口立壓值與實際測得井口立壓值相等，取此時所對應的地層漏矢量為計算輸出的地層漏矢量值。在進行鉆進作業(yè)時，必須先進行工況選擇(如欠平衡鉆井還是過平衡鉆井)，不同的工況對應不同的多相流體計算模型，確定工況之后就選擇對應的模型。計算的模型中需要較多參數(shù)，一部分直接使用已知參數(shù)(如鉆井液的密度，井深)，另一部分需要通過邊界條件和初始條件加以計算得出，而最關鍵的兩個參數(shù)是實測立壓和計算立壓，前者可以通過立壓表讀取，后者則需要通過多相流計算模型求解。首先假設地層漏失量為0，通過計算模型可以計算得到井口立壓，如果計算立壓與實際立壓相一致，則不存在漏失，否則就要調整漏失量，如果計算立壓偏大，則存在漏失，逐步增大漏失量，進行迭代計算，直到計算立壓與實際立壓一致為止。如果計算立壓偏小，則有可能存在溢流現(xiàn)象，也可以通過多相流模型計算得到溢流量。A步驟中的SPE20630模型為AnsariAM于1990年提出的模型，采用該模型時需要輸入井深結構，施工參數(shù)兩項數(shù)據(jù)。SPE35676模型為Chokshi于1996年提出的模型，采用該模型時需要輸入工作液參數(shù)和經驗系數(shù)兩項數(shù)據(jù)。全過程欠平衡鉆井井筒流動模型為魏納與2011年提出的模型，采用該模型需要輸入井深結構、工作液參數(shù)和施工參數(shù)三項數(shù)據(jù)。欠平衡鉆井過程地層溢流量或流失量反演計算模型為李杰與2010年提出的模型，采用該模型需要輸入井深結構、工作液參數(shù)和施工參數(shù)三項數(shù)據(jù)。當鉆井液漏失時，井筒中的鉆井液的物理性質會發(fā)生相應變化，如鉆井的密度、流量等，從而影響到鉆柱以及環(huán)空內的壓力平衡狀態(tài)，使地面上的立管壓力、套管壓力也發(fā)生相應變化。立壓指的是作業(yè)過程中立管上的壓力值，反映的是鉆井液在鉆柱、鉆頭水眼及環(huán)空中的壓力損失，在數(shù)值上近似于等于整本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：A、根據(jù)鉆井工況選擇多相流體計算模型，如果鉆井工況為過平衡鉆井則選用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果鉆井工況為欠平衡模鉆井則選用全過程欠平衡鉆井井筒流動模型或者欠平衡鉆井過程地層溢流量或流失量反演計算模型；B、根據(jù)前述步驟選擇的多相流體模型計算井口立壓，其中地層漏失量初始值設為0；C、將上一步驟計算出的井口立壓值與實際測得的井口立壓值進行比較，如果計算出的井口立壓等于實際測得的井口立壓值，則得出漏失量為0，如果計算出的井口立壓不等于實際測得的井口立壓值則進行D步驟；D、如果計算出的井口立壓大于實際測得的井口立壓值，則加大地層漏失量，如果計算出的井口立壓小于實際測得的井口立壓值，則減小地層漏失量；E、將前一步驟調整后的地層漏矢量帶入多相流體模型中重新計算井口立壓值；F、重復步驟D至E直至計算井口立壓值與實際測得井口立壓值相等，取此時所對應的地層漏矢量為計算輸出的地層漏矢量值。

【技術特征摘要】
1.鉆井液地層漏失量監(jiān)測方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：
A、根據(jù)鉆井工況選擇多相流體計算模型，如果鉆井工況為過平衡鉆井則選用SPE20630
模型或者SPE35676模型，如果鉆井工況為欠平衡模鉆井則選用全過程欠平衡鉆井井筒流動模
型或者欠平衡鉆井過程地層溢流量或流失量反演計算模型；
B、根據(jù)前述步驟選擇的多相流體模型計算井口立壓，其中地層漏失量初始值設為0；
C、將上一步驟計算出的井口立壓值與實際測得的井口立壓值進行比較，如果計算出的井
口立壓等于實際測得的井口立壓值，則得出漏失量為0，如果計算出的井口立壓不等于實際
測得的井口立壓值則進行D步驟；
D、如果計算出...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：魏納，孟英峰，李皋，劉安琪，方強，萬里平，陳光凌，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51