【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石油勘探開發，尤其涉及一種基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法。
技術介紹
1、油氣上竄速度關系到鉆井施工安全,也與儲層保護和評價有密切關系，目前常規計算方法分為遲到時間法和容積法，其計算結果實際上也是靜止時間內油氣上竄的平均速度。遲到時間法原理上采用比例法求取返出鉆井液在井內的高度，沒有考慮實際井身結構不符合比例法計算要求的情況，也沒有考慮計算遲到時間時泵排量變化的影響。容積法是直接將返出鉆井液體積歸位得到其井內高度，沒有考慮計算返出鉆井液體積時泵排量變化的影響，也沒考慮體積歸位時井身結構的影響。常規方法在井身結構簡單、泵排量穩定時具有一定的應用空間，在面臨越來越復雜的井身結構，以及陸上鉆井與海上深水鉆井循環設備的差異性，常規方法會受到井身結構、鉆具排代、氣測管線延遲、泵排量變化、增壓泵使用等諸多因素的影響，而使計算結果與實際情況有較大的誤差。專利cn110485992a沒有考慮海上深水鉆井增壓泵使用的情況，應用范圍有一定局限性。通過對現有技術的分析發現，目前的技術雖然較多，有的也考慮了不同的影響因素，但大都不具有使用的廣泛性和現場應用的便捷性，有的公式理解起來也比較復雜，不便于使用者進行分析和使用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決上述現有技術中存在的不足，綜合考慮多種影響因素，在更符合實際施工條件的前提下，建立一種適用于陸地與海上油井不同井型(直井、定向井、水平井)鉆完井期間的油氣上竄平均速度計算方法，其能更準地計算油氣上竄速度，以指導鉆完井施
2、為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：
3、一種基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，包括以下步驟：
4、s1.起下鉆前數據收集與計算，確定初始下鉆深度；
5、s2.見后效顯示時數據收集與計算，確定第一個發生油氣上竄的油層頂深；
6、s3.確定空井體積當量；
7、s4.以井口為起點對空井體積當量向下歸位，確定空井體積當量歸位深度；
8、s5.比較空井體積當量歸位深度和初始下鉆深度的數值大小，當空井體積當量歸位深度大于或等于初始下鉆深度時，進行步驟s7；當空井體積當量歸位深度小于初始下鉆深度時，進行步驟s6；
9、s6.確定空井體積當量歸位深度和初始下鉆深度之間無排代作用鉆具體積當量，并以空井體積當量歸位深度為起點對無排代作用鉆具體積當量向上歸位，確定無排代作用鉆具體積當量歸位深度；
10、s7.確定油氣上竄高度和油氣上竄總時間，當空井體積當量歸位深度大于或等于初始下鉆深度時，油氣上竄高度為第一個發生油氣上竄的油層頂深和空井體積當量歸位深度之差，當空井體積當量歸位深度小于初始下鉆深度時，油氣上竄高度為第一個發生油氣上竄的油層頂深和無排代作用鉆具體積當量歸位深度之差；
11、s8.根據油氣上竄高度和油氣上竄總時間確定油氣上竄平均速度。
12、進一步地，步驟s1中，收集和計算的數據包括井身結構、鉆具組合、泵參數、初始下鉆深度、停泵時間、氣測管線延遲時間、各段井眼容積、環空容積、每米環空容積、泵單沖排量、管線延遲時間和開泵前鉆井液靜止時間。
13、進一步地，步驟s2中，收集和計算的數據包括下鉆結束深度、開泵時間、見后效顯示時間、鉆井泵累計泵沖數、鉆井泵排量、增壓泵排量、開泵到油氣返出井口之間的時間、鉆具每米體積、鉆具總體積、下入鉆具長度、下入鉆具體積、鉆井泵累計返出體積和增壓泵有效返出體積。
14、進一步地，步驟s3中，空井體積當量v空井的計算公式為：
15、
16、q鉆單沖是考慮實際泵效后的鉆井泵單沖排量，單位是立方米；s鉆井泵是開泵到油氣返出井口時鉆井泵的累計泵沖數，無量綱；h總鉆具是循環時井內鉆具的總長度，單位是米；v米鉆具是循環時井內鉆具的每米體積，單位是立方米/米；v隔環是隔水管的環空容積，單位是立方米；q增壓是油氣返出井口時增壓泵的排量，單位是方/分鐘或升/分鐘；q鉆泵是油氣返出井口時鉆井泵的排量，單位是方/分鐘或升/分鐘。
17、進一步地，步驟s4中，空井體積當量歸位深度h空歸位的計算公式為：
18、
19、v米環是每米環空容積，單位是立方米/米。
20、進一步地，步驟s6中，空井體積當量歸位深度和初始下鉆深度之間的無排代作用鉆具體積當量v無排鉆的計算公式為：
21、v無排鉆＝(h始下-h空歸位)*v米鉆具
22、無排代作用鉆具體積當量歸位深度h歸位的計算公式為：
23、
24、h始下是初始下鉆深度，單位是米；h空歸位是空井體積當量歸位深度，單位是米。
25、進一步地，步驟s7中，油氣上竄總時間為開泵前鉆井液靜止時間和開泵到油氣返出井口之間的時間之和。
26、進一步地，步驟s8中，油氣上竄平均速度v上竄的計算公式為：
27、
28、h油層是第一個發生油氣上竄的油層頂深，單位是米；h空歸位是空井體積當量歸位深度，單位是米；h歸位是無排代作用鉆具體積當量歸位深度，單位是米；t靜竄是開泵前鉆井液靜止時間，單位是小時；t循竄是開泵到油氣返出井口之間的時間，單位是小時；v上竄是油氣上竄平均速度，單位是米/小時。
29、進一步地，步驟s2中，計算增壓泵有效返出體積v增有效是應用比例法計算，計算公式為：
30、v增有效＝v隔環*q增壓/(q增壓+q鉆泵)
31、v隔環是隔水管的環空容積，單位是立方米；q增壓是油氣返出井口時增壓泵的排量，單位是方/分鐘或升/分鐘；q鉆泵是油氣返出井口時鉆井泵的排量，單位是方/分鐘或升/分鐘；v增有效是增壓泵有效返出體積，單位是立方米。
32、綜上，本專利技術的技術效果和優點：本專利技術綜合考慮了多種影響油氣上竄速度的因素，包括鉆具排代、井身結構、增壓泵使用、泵排量變化、氣測管線延遲時間等，使計算更符合實際施工情況，通過解決增壓泵返出體積計算、體積當量分段比較深度歸位等關鍵問題，得出了使用范圍廣泛、物理意義明確、易于理解的計算公式。通過多口不同井身結構和不同工況下的實際應用，本專利技術的計算結果更接近實際情況，尤其是在深井和復雜井身結構情況下，大大提高了計算精度。油氣上竄速度對鉆完井起下鉆作業的時間安排具有指導意義，為此建立一個準確計算油氣上竄速度的方法對鉆完井現場井控安全具有重要的意義。
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1.一種基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于：步驟S1中，收集和計算的數據包括井身結構、鉆具組合、泵參數、初始下鉆深度、停泵時間、氣測管線延遲時間、各段井眼容積、環空容積、每米環空容積、泵單沖排量、管線延遲時間和開泵前鉆井液靜止時間。
3.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于：步驟S2中，收集和計算的數據包括下鉆結束深度、開泵時間、見后效顯示時間、鉆井泵累計泵沖數、鉆井泵排量、增壓泵排量、開泵到油氣返出井口之間的時間、鉆具每米體積、鉆具總體積、下入鉆具長度、下入鉆具體積、鉆井泵累計返出體積和增壓泵有效返出體積。
4.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟S3中，空井體積當量V空井的計算公式為：
5.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟S4中，空井體積當量歸位深度H空歸位的計算公式為：>
6.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟S6中，空井體積當量歸位深度和初始下鉆深度之間的無排代作用鉆具體積當量V無排鉆的計算公式為：
7.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于：步驟S7中，油氣上竄總時間為開泵前鉆井液靜止時間和開泵到油氣返出井口之間的時間之和。
8.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟S8中，油氣上竄平均速度V上竄的計算公式為：
9.根據權利要求3所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟S2中，計算增壓泵有效返出體積V增有效是應用比例法計算，計算公式為：
...【技術特征摘要】
1.一種基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于：步驟s1中，收集和計算的數據包括井身結構、鉆具組合、泵參數、初始下鉆深度、停泵時間、氣測管線延遲時間、各段井眼容積、環空容積、每米環空容積、泵單沖排量、管線延遲時間和開泵前鉆井液靜止時間。
3.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于：步驟s2中，收集和計算的數據包括下鉆結束深度、開泵時間、見后效顯示時間、鉆井泵累計泵沖數、鉆井泵排量、增壓泵排量、開泵到油氣返出井口之間的時間、鉆具每米體積、鉆具總體積、下入鉆具長度、下入鉆具體積、鉆井泵累計返出體積和增壓泵有效返出體積。
4.根據權利要求1所述的基于體積當量的油井用油氣上竄平均速度計算方法，其特征在于，步驟s3中，空井體積當量v空井的計算公式為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹鵬飛，龔一順，王軻，徐林建，肖喬剛，周越洋，王茂東，夏竹君，謝瑞永，姚振河，陸旭康，溫志平，
申請(專利權)人：中海油能源發展股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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