CN109441432B - 一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气田钻井压力控制领域，尤其涉及一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法。其技术方案为：一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法，包括以下步骤：1)停泵，迅速关闭若干节流阀以提高套压值Pc，使套压值达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀，其中设计套压值设计套压值Pcmax＝Pfm+PCD+△P，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值；△P是考虑钻井液循环时的预估循环损耗值误差以及安全的一个附加值，0.1≤△P≤7Mpa；2)观察套压值变化，当套压值逐步趋于稳定，取稳定套压值PCL；3)计算钻井井筒循环压耗Pf＝PCL‑PCD。本发明提供了一种准确控压状态下检测窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗的方法。
Description
技术领域
本发明涉及油气田钻井压力控制领域，尤其涉及一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法。
背景技术
近年来随着对石油天然气勘探开发力度的加大，各种复杂地区钻井日益增多，应用常规过平衡压力控制技术已经不能很好满足窄密度窗口地层安全钻井生产要求，窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗关系到钻进、接单根(立柱)、起下钻过程井筒压力控制及工艺实施，若钻井井筒循环压耗掌握不准确，可能造成井漏或井喷等复杂事故发生；因此，准确掌握地层钻井井筒循环压耗，有利于调整钻井全过程井筒压力控制参数和工艺的实施，特别是井筒内停止循环时候施工作业参数(如套压和钻井液密度等)，确保安全的钻井施工作业。
目前，石油钻井过程对地层钻井井筒循环压耗的测量方法主要是两种：
第一、通过水力学计算，目前所有水力学模型均不能非常精确的计算出循环压后，主要受制于现场钻井液参数测量及随地层温度变化关系、井筒扩径情况等等一系列因数影响。该传统方法对于窄安全密度窗口地层而言，显然不适用，因为窄安全密度窗口地层必须准确掌握循环压耗，以便套压控制和停泵时的工艺操作，以免出现控压不好造成井漏井喷等安全事故发生。
第二、采用井下压力实测的方法，下入随钻井下压力测量系统或者随钻压力计，实测循环时候井底压力和停泵时井底压力，计算出循环压耗，这种方法虽然能准确测量，但是成本高昂，不变大规模推广使用。因此，需要采用一种新的求取地层钻井井筒循环压耗的方法，为钻井施工作业提供准确资料。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种准确控压状态下检测窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗的方法，解决了现有窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗的检测过程无法控压或无法随钻测量的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法，包括以下步骤：
1)停泵，迅速关闭节流阀以提高套压值Pc，使套压值达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀，其中设计套压值设计套压值Pcmax＝Pfm+PCD+△P，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值；△P是考虑钻井液循环时的预估循环损耗值误差以及安全的一个附加值，0.1MPa≤△P≤7Mpa；
此时井底压力BHP＝PH+PC，且BHP＞PL，则Pcmax+PH＞PL，井筒流体漏失进入地层，套压Pc逐渐下降，当井底压力BHP＝地层漏失压力PL时，井筒流体不再进入地层达到相对平衡，其中PH为钻井液液柱压力；PL为地层漏失压力；
2)观察套压值变化，当套压值逐步趋于稳定，取稳定套压值PCL；
3)计算钻井井筒循环压耗Pf＝PCL-PCD；
正常钻进时候井底压力BHPD＝PH+Pf+PCD，停止循环时候井底压力BHP＝PH+PCL＝地层漏失压力PL时。窄安全密度窗口条件下，我们认为BHPD≈BHP，为此，可求得Pf＝PCL-PCD；
地层孔隙压力Pp≤BHPD≤地层漏失压力PL，此时求得的Pf和实际真实循环压耗之间误差为△Pf，△Pf＝地层漏失压力PL-地层孔隙压力Pp＝窄安全密度窗口值。因此窗口越窄，求得的Pf精度越高。
作为本发明的优选方案，在步骤1)中，根据邻井资料，对钻井液循环时的预估循环损耗增加或减少误差补偿值△P。
作为本发明的优选方案，所述设计套压值Pcmax＜10.05Mpa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方法根据理论：停泵，再迅速关闭若干节流阀,套压值Pc达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀,此时钻井液从地层漏失，直至套压值Pc减小并稳定到PCL。正常钻进时候井底压力BHPD＝PH+Pf+PCD，停止循环时候井底压力BHP＝PH+PCL＝地层漏失压力PL时。窄安全密度窗口条件下，我们认为BHPD≈BHP，为此，可求得Pf＝PCL-PCD；
地层孔隙压力Pp≤BHPD≤地层漏失压力PL，此时求得的Pf和实际真实循环压耗之间误差为△Pf，△Pf＝地层漏失压力PL-地层孔隙压力Pp＝窄安全密度窗口值。因此窗口越窄，求得的Pf精度越高。虽然该方法求得的循环压耗是偏大，但是对现场每次停泵接单根(立柱)、起下钻操作工业设计来讲，所提高套压补偿循环压耗的值偏于保守更加安全，不让地层流体进入井筒确保继续钻进时候井控安全，为此该方法求得的循环压后对于现场使用更加安全实用和方便。
设计套压值取值满足Pcmax＞Pfm+PCD，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值，保证设计套压值Pcmax和液柱压力PH之和刚好大于地层漏失压力PL，从而对套压值进行准确控制。钻井液不仅具有从地层漏失的趋势，且避免套压值过大而造成大量钻井液从窄安全密度窗口地层漏失和出现安全隐患的情况。本发明可随钻测量，避免了采用测井参数解释的方法测量窄安全密度窗口地层漏失压力时，失去对钻进的指导意义的情况。
2、对钻井液循环时的预估循环损耗进行修正，提高预估循环损耗值的准确度，则相应提高设计套压值Pcmax的准确度，便于将准确控制套压值，避免出现钻井液大量漏失或出现安全隐患的情况。
3、设计套压值Pcmax＜10.05Mpa，确保设备在安全负荷范围内运转，避免地层压裂、大量钻井液漏失、出现安全隐患等情况。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法，包括以下步骤：
1)停泵，迅速关闭若干节流阀以提高套压值Pc，使套压值达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀，其中设计套压值设计套压值Pcmax＝Pfm+PCD+△P，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值；△P是考虑钻井液循环时的预估循环损耗值误差以及安全的一个附加值，0.1≤△P≤7Mpa；
此时井底压力BHP＝PH+PC，且BHP＞PL，则Pcmax+PH＞PL，井筒流体漏失进入地层，套压Pc逐渐下降，当井底压力BHP＝地层漏失压力PL时，井筒流体不再进入地层达到相对平衡，其中PH为钻井液液柱压力；PL为地层漏失压力；
2)观察套压值变化，当套压值逐步趋于稳定，取稳定套压值PCL；
3)计算钻井井筒循环压耗Pf＝PCL-PCD。
本方法根据理论：停泵，再迅速关闭节流阀,套压值Pc达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀,此时钻井液从地层漏失，直至套压值Pc减小并稳定到PCL。正常钻进时候井底压力BHPD＝PH+Pf+PCD，停止循环时候井底压力BHP＝PH+PCL＝地层漏失压力PL时。窄安全密度窗口条件下，我们认为BHPD≈BHP，为此，可求得Pf＝PCL-PCD；
地层孔隙压力Pp≤BHPD≤地层漏失压力PL，此时求得的Pf和实际真实循环压耗之间误差为△Pf，△Pf＝地层漏失压力PL-地层孔隙压力Pp＝窄安全密度窗口值。因此窗口越窄，求得的Pf精度越高。虽然该方法求得的循环压耗是偏大，但是对现场每次停泵接单根(立柱)、起下钻操作工业设计来讲，所提高套压补偿循环压耗的值偏于保守更加安全，不让地层流体进入井筒确保继续钻进时候井控安全，为此该方法求得的循环压后对于现场使用更加安全实用和方便。
设计套压值取值满足Pcmax＞Pfm+PCD，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值，保证设计套压值Pcmax和液柱压力PH之和刚好大于地层漏失压力PL，从而对套压值进行准确控制。钻井液不仅具有从地层漏失的趋势，且避免套压值过大而造成大量钻井液从窄安全密度窗口地层漏失和出现安全隐患的情况。本发明可随钻测量，避免了采用测井参数解释的方法测量窄安全密度窗口地层漏失压力时，失去对钻进的指导意义的情况。
实施例二
在实施例一的基础上，在步骤1)中，根据邻井资料，对钻井液循环时的预估循环损耗增加或减少误差补偿值△P。
对钻井液循环时的预估循环损耗进行修正，提高预估循环损耗值的准确度，则相应提高设计套压值Pcmax的准确度，便于将准确控制套压值，避免出现钻井液大量漏失或出现安全隐患的情况。
实施例三
在实施例一或实施例二的基础上，所述设计套压值Pcmax＜10.05Mpa。
设计套压值Pcmax＜10.05Mpa，保证安全，避免地层压裂、大量钻井液漏失、出现安全隐患等情况。
Claims (2)
1.一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）停泵，迅速关闭节流阀以提高套压值Pc，使套压值达到设计套压值Pcmax时停止关闭节流阀，此时井筒流体漏失进入地层；其中设计套压值设计套压值Pcmax=Pfm+PCD+△P，Pfm为钻井液循环时的预估循环损耗值，PCD为正常钻进时套压值；△P是考虑钻井液循环时的预估循环损耗值误差以及安全的一个附加值，0.1MPa≤△P≤7Mpa；
2）观察套压值变化，当套压值逐步趋于稳定，取稳定套压值PCL；
3）计算钻井井筒循环压耗Pf=PCL-PCD。
2.根据权利要求1所述的一种窄安全密度窗口地层钻井井筒循环压耗检测方法，其特征在于，所述设计套压值Pcmax＜10.05Mpa。
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