【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油氣鉆井，具體涉及一種井眼清潔優化設計方法。
技術介紹
1、隨著國家對能源需求的不斷提升，鉆井深度、長度以及難度都不斷提高，大斜度井水平井鉆井需求量逐年增大。大斜度井水平井的特點是，井斜大，一般超過56°，中間大井斜穩斜段較長、位移大，有較長的水平段。大斜度井水平井井眼清潔較常規定向井困難，井眼清潔是鉆井的關鍵技術，保持良好的井眼清潔狀況對安全快速鉆井具有十分重要的意義。如果鉆井過程中井眼得不到有效的清潔，可能會發生憋壓、蹩扭矩、卡鉆，極易導致鉆頭早期磨損、鉆速降低、高扭矩和高摩阻等井下事故，直接影響到鉆井效率和安全鉆井，關系到鉆井的成敗。保證良好的井眼清潔效果，能夠有效減少事故發生，提高鉆井效率，縮短鉆井周期。對于“時間就是金錢”的鉆井理念，節省鉆井周期，就是節省鉆井成本。
2、大斜度井水平井井眼清潔受鉆井參數、鉆井液性能、鉆井液流態、鉆井液返速，鉆井液流變性、鉆井液環空返速、鉆井液排量以及機械轉速等多方面影響，如何針對這些影響因素進行井眼清潔優化設計，保障和提高施工過程中井眼清潔的效果，具有非常重要的意義。
3、然而，目前現有技術中，涉及井眼清潔方面的專利均為井眼清潔程度、狀況和效果判斷、評價方法，內容涵蓋鉆頭組合優選方法，井眼清潔相關參數優選方法，井眼清潔程度、狀況和效果判斷、評價方法，井眼清潔不充分風險判斷方法等，并不涉及井眼清潔優化設計，特別是針對所有影響因素對井眼清潔進行綜合優化設計。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的是提供一
2、根據本專利技術，提供了一種井眼清潔優化設計方法，其包括以下步驟：
3、步驟s1：確定可能影響井眼清潔效果的影響因素；
4、步驟s2：通過計算巖屑床厚度，分析每一項影響因素對井眼清潔的敏感性；
5、步驟s3：通過計算每一項影響因素的影響因子，識別影響井眼清潔效果的主控因素，其中，影響因子表征單位影響因素的值對應的巖屑床厚度的變化；
6、步驟s4：基于主控因素，參照主控因素的敏感性分析結論，進行井眼清潔優化設計，直到滿足井眼安全的井眼高效清潔約束條件。
7、根據本專利技術的一個實施例，步驟s2包括：
8、針對每一項影響因素，給出影響因素的取值范圍；
9、計算取值范圍內對應的巖屑床厚度；
10、給出影響因素在取值范圍內按照遞增或者遞減趨勢變化時巖屑床厚度的變化趨勢。
11、根據本專利技術的一個實施例，針對某一項影響因素計算對應的巖屑床厚度時，其余影響因素取固定值并保證計算出的巖屑床厚度不為0。
12、根據本專利技術的一個實施例，取值范圍內對應的巖屑床厚度以圖的形式給出。
13、根據本專利技術的一個實施例，步驟s3包括：
14、在影響因素具有一個以上取值時，按照下式計算該影響因素的影響因子，并將計算出的影響因子與預定值進行比較以識別主控因素：
15、
16、其中，f為影響因子，mm；
17、tcmax1為影響因素取值d1時最大巖屑床厚度，mm；
18、tcmax2為影響因素取值d2時最大巖屑床厚度，mm；
19、k為系數，單位與影響因素一致，根據影響因素的變化區間設定。
20、根據本專利技術的一個實施例，當某一影響因素的影響因子大于預定值時，將該影響因素識別為主控因素，否則將該影響因素識別為非主控因素。
21、根據本專利技術的一個實施例，步驟s3包括：
22、在影響因素只有一個取值時，將該影響因素定義為非主控因素。
23、根據本專利技術的一個實施例，步驟s4包括：
24、按照影響因子的值從大到小的順序，對主控因素進行排序；
25、針對每一項主控因素，按照敏感性分析結論，進行井眼清潔設計優化，給出主控因素的最優值；
26、確定各主控因素均取最優值時能否滿足井眼安全的井眼高效清潔約束條件，若滿足，則井眼清潔設計優化完成，若不滿足，則重新進行井眼清潔設計優化。
27、根據本專利技術的一個實施例，井眼安全的井眼高效清潔約束條件為：
28、①計算井壁無巖屑床堆積。
29、②環空巖屑濃度≤5％。
30、③鉆井液當量密度不能超過裸眼井段地層的最低破裂壓力。
31、根據本專利技術的一個實施例，井眼清潔優化設計方法適用于大斜度井水平井井眼清潔優化設計。
32、根據本專利技術的一個實施例，可能影響井眼清潔效果的影響因素包括井眼軌跡、鉆井參數、鉆井液性能、井底鉆具組合、井身質量和其它補充因素六個類別，其中，井眼軌跡類別包括軌跡類型、造斜點、造斜率、增斜率和井斜角，鉆井參數類別包括轉速和排量，鉆井液性能包括密度、塑性粘度、動切力、稠度系數和φ3值，井底鉆具組合包括鉆桿尺寸和清砂工具，井身質量包括井徑擴大率。
33、根據本專利技術的一個實施例，影響井眼清潔效果的主控因素為造斜點、造斜率、井斜角、轉速、排量、塑性粘度、動切力、稠度系數以及鉆桿尺寸。
34、根據本專利技術的一個實施例，步驟s1中，確定可能影響井眼清潔效果的影響因素分別從鉆井前期方案論證、鉆井工程設計及后期鉆井施工三個方面開展，其中，鉆井前期方案論證包括井眼軌跡，鉆井工程設計包括鉆井參數、鉆井液性能和井底鉆具組合，后期鉆井施工包括井身質量。
35、由于采用以上技術方案，本專利技術具有下列有益效果：
36、本專利技術基于井眼清潔模擬，對影響井眼清潔效果的影響因素進行敏感性分析，根據主控因素的定義，識別主控因素，并基于主控因素，對井眼清潔效果進行優化設計，達到滿足井眼安全的井眼高效清潔約束條件。本專利技術提供的方法能夠針對影響井眼清潔效果的影響因素進行綜合優化設計，有助于保障和提高施工過程中井眼清潔的效果。
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1.一種井眼清潔優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟S2包括：
3.根據權利要求2所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，針對某一項影響因素計算對應的巖屑床厚度時，其余影響因素取固定值并保證計算出的巖屑床厚度不為0。
4.根據權利要求2所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，取值范圍內對應的巖屑床厚度以圖的形式給出。
5.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟S3包括：
6.根據權利要求5所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，當某一影響因素的影響因子大于預定值時，將該影響因素識別為主控因素，否則將該影響因素識別為非主控因素。
7.根據權利要求5所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟S3包括：
8.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟S4包括：
9.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，井眼安全的井眼高效清潔約束條件為：
10.根據權利要求1所
11.根據權利要求10所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，可能影響井眼清潔效果的影響因素包括井眼軌跡、鉆井參數、鉆井液性能、井底鉆具組合、井身質量和其它補充因素六個類別，其中，井眼軌跡類別包括軌跡類型、造斜點、造斜率、增斜率和井斜角，鉆井參數類別包括轉速和排量，鉆井液性能包括密度、塑性粘度、動切力、稠度系數和φ3值，井底鉆具組合包括鉆桿尺寸和清砂工具，井身質量包括井徑擴大率。
12.根據權利要求11所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，影響井眼清潔效果的主控因素為造斜點、造斜率、井斜角、轉速、排量、塑性粘度、動切力、稠度系數以及鉆桿尺寸。
13.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟S1中，確定可能影響井眼清潔效果的影響因素分別從鉆井前期方案論證、鉆井工程設計及后期鉆井施工三個方面開展，其中，鉆井前期方案論證包括井眼軌跡，鉆井工程設計包括鉆井參數、鉆井液性能和井底鉆具組合，后期鉆井施工包括井身質量。
...【技術特征摘要】
1.一種井眼清潔優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟s2包括：
3.根據權利要求2所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，針對某一項影響因素計算對應的巖屑床厚度時，其余影響因素取固定值并保證計算出的巖屑床厚度不為0。
4.根據權利要求2所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，取值范圍內對應的巖屑床厚度以圖的形式給出。
5.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟s3包括：
6.根據權利要求5所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，當某一影響因素的影響因子大于預定值時，將該影響因素識別為主控因素，否則將該影響因素識別為非主控因素。
7.根據權利要求5所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟s3包括：
8.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，步驟s4包括：
9.根據權利要求1所述的井眼清潔優化設計方法，其特征在于，井眼安全的井眼高效清潔約束條件為：
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【專利技術屬性】
技術研發人員：曲大孜，張海軍，曲永林，陳斐，劉霞，楊衍云，王國娜，周文，關月，張瑾，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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