CN107701146A - 控压钻井起钻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控压钻井起钻技术领域，是一种控压钻井起钻方法，其按下述步骤进行：第一步，在控压钻井起钻前，根据实际地层压力及带压起钻高度，设计重浆密度，重浆密度=（地层压力‑轻浆密度×带压起钻高度×重力系数）/[（井深‑带压起钻高度）×重力系数]。通过本发明的起钻方法，能够有效避免钻具内钻井液流到钻台上造成钻台湿滑的情况发生，这样，就能够降低钻台人员操作风险，同时也避免了钻井液的浪费，节约成本，并且采用本发明的起钻方法起钻，若以3000米井深的井为例，起钻时间只需10小时至12小时，相比于现有的控压钻井技术，起钻时间节省了3小时至6小时，因此本发明能够有效提高控压钻井起钻时效。
Description
技术领域
本发明涉及控压钻井起钻技术领域，是一种控压钻井起钻方法。
背景技术
控压钻井系统控制工艺及工作原理：1、设计时使用低于常规方式的钻井液密度进行近平衡钻井；2、循环时井底压力等于静液柱压力加上环空压耗和井口回压，在进行恒定井底压力的控压钻井作业时，需要在整个作业过程中保持恒定的环空压力剖面。通过测量的井底压力数据，用水力学模型软件自动计算，并综合分析，及时调整控压钻井的控制参数（控制流体密度、流体流变性能、环空液面、井眼几何形态、地面的环空回压、水力摩擦阻力等），精确控制井底压力；3、当关井、接单根时，循环压耗消失，井底压力处于欠平衡状态，加入一定的井口回压使井底压力保持一定程度的过平衡，以防止地层流体的侵入；4、正常钻进时，通过地面节流产生井口回压，系统自动计算环空压力损耗和井底压力，动态控制井口回压，维持井底压力在设定的范围内，在钻井流量减小或停止循环时，通过回压泵进行流量补偿，由节流管汇节流产生回压，起到动态连续保持井口压力的作用；其中，井底压力=静液压力+环空压耗+井口回压。
采用现有的控压钻井技术起钻，在带压起钻至设计井深后，环空注入稠塞，在环空稠塞上部注入重浆，重浆的液柱压力与下部轻浆的液柱压力能平衡地层压力。但是这种方法中，井口带压起钻过程中，因钻具内有单流阀，环空液柱压力大于钻具内压力形成负压差，导致起钻过程中，钻具内钻井液（即轻浆）不能通过钻具水眼流入井筒，卸钻具时，钻井液流到钻台上，导致钻台湿滑，钻台人员操作风险增大，同时造成钻井液一定量的损失，并且现有的控压钻井技术起钻，起钻时效降低，若以3000米井深的井为例，起钻时间需要15小时至16小时。
发明内容
本发明提供了一种控压钻井起钻方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前常用的控压钻井技术起钻时环空液柱压力大于钻具内压力形成负压差导致钻具内钻井液不能通过钻具水眼流入井筒，卸钻具时，钻具容易流到钻台上，造成钻台湿滑，使得钻台人员操作风险增大，并且起钻时效降低，同时造成钻井液损失的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种控压钻井起钻方法，按下述步骤进行：第一步，在控压钻井起钻前，根据实际地层压力及带压起钻高度，设计重浆密度，重浆密度=（地层压力-轻浆密度×带压起钻高度×重力系数）/[（井深-带压起钻高度）×重力系数]，其中，重浆密度和轻浆密度的单位为g/cm3、地层压力的单位为MPa、井深和带压起钻高度的单位为m、重力系数为0.00981；第二步，根据第一步中计算的重浆密度，准备好所需重浆密度的重浆，在起钻前，先向钻具内注入重浆，重浆的注入量满足：钻具内上部注入的重浆的液柱压力与钻具内下部轻浆的液柱压力之和大于井口回压、环空液柱压力与打开单流阀压差之和，其中，打开单流阀压差通过地面设备打压方式测得；第三步，起钻过程中，钻具内轻浆在内外正压差的作用下，通过钻具的水眼流入环空内；第四步，当钻具起钻至确定好的带压起钻高度时，将准备好所需重浆密度的重浆注入至环空内，此时，环空内的重浆的液柱压力和轻浆的液柱压力之和与地层压力平衡，同时钻具内灌满重浆。
通过本发明的起钻方法，能够有效避免钻具内钻井液流到钻台上造成钻台湿滑的情况发生，这样，就能够降低钻台人员操作风险，同时也避免了钻井液的浪费，节约成本，并且采用本发明的起钻方法起钻，若以3000米井深的井为例，起钻时间只需10小时至12小时，相比于现有的控压钻井技术，起钻时间节省了3小时至6小时，因此本发明能够有效提高控压钻井起钻时效。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
该控压钻井起钻方法按下述步骤进行：第一步，在控压钻井起钻前，根据实际地层压力及带压起钻高度，提前设计好重浆密度，重浆密度=（地层压力-轻浆密度×带压起钻高度×重力系数）/[（井深-带压起钻高度）×重力系数]，其中，重浆密度和轻浆密度的单位为g/cm3、地层压力的单位为MPa、井深和带压起钻高度的单位为m、重力系数为0.00981；第二步，根据第一步中计算的重浆密度，准备好所需重浆密度的重浆，在起钻前，先向钻具内注入重浆，重浆的注入量满足：钻具内上部注入的重浆的液柱压力与钻具内下部轻浆的液柱压力之和大于井口回压、环空液柱压力与打开单流阀压差之和，其中，打开单流阀压差通过地面设备打压方式测得；第三步，起钻过程中，钻具内轻浆在内外正压差的作用下，通过钻具的水眼流入环空内，而不是流到钻台上；第四步，当钻具起钻至确定好的带压起钻高度时，将准备好所需重浆密度的重浆注入至环空内，此时，环空内的重浆的液柱压力和轻浆的液柱压力之和与地层压力平衡，同时钻具内灌满重浆。起钻过程中，保证钻具内的重浆的高度大于钻具外重浆的高度，在高度差的作用下，使起钻过程中，钻具内钻井液（即轻浆）在内外正压差的作用下能通过钻具水眼流入井筒，而不是流到钻台上。环空为钻具外壁与井筒内壁之间的环形空间。
通过本发明的起钻方法，能够有效避免钻具内钻井液流到钻台上造成钻台湿滑的情况发生，这样，就能够降低钻台人员操作风险，同时也避免了钻井液的浪费，节约成本，并且采用本发明的起钻方法起钻，若以3000米井深的井为例，起钻时间只需10小时至12小时，相比于现有的控压钻井技术，起钻时间节省了3小时至6小时，因此本发明能够有效提高控压钻井起钻时效。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (1)
1.一种控压钻井起钻方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，在控压钻井起钻前，根据实际地层压力及带压起钻高度，设计重浆密度，重浆密度=（地层压力-轻浆密度×带压起钻高度×重力系数）/[（井深-带压起钻高度）×重力系数]，其中，重浆密度和轻浆密度的单位为g/cm3、地层压力的单位为MPa、井深和带压起钻高度的单位为m、重力系数为0.00981；第二步，根据第一步中计算的重浆密度，准备好所需重浆密度的重浆，在起钻前，先向钻具内注入重浆，重浆的注入量满足：钻具内上部注入的重浆的液柱压力与钻具内下部轻浆的液柱压力之和大于井口回压、环空液柱压力与打开单流阀压差之和，其中，打开单流阀压差通过地面设备打压方式测得；第三步，起钻过程中，钻具内轻浆在内外正压差的作用下，通过钻具的水眼流入环空内；第四步，当钻具起钻至确定好的带压起钻高度时，将准备好所需重浆密度的重浆注入至环空内，此时，环空内的重浆的液柱压力和轻浆的液柱压力之和与地层压力平衡，同时钻具内灌满重浆。
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