CN111028648A - 一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 - Google Patents
一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111028648A CN111028648A CN201911323781.7A CN201911323781A CN111028648A CN 111028648 A CN111028648 A CN 111028648A CN 201911323781 A CN201911323781 A CN 201911323781A CN 111028648 A CN111028648 A CN 111028648A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- drill string
- well
- assembly
- casing
- test
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B25/00—Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法。所述系统包括试验井、井内设备和监测系统,所述井内设备包括套管组件和钻柱组件,所述套管组件位于所述试验井内,以模拟深水的井身结构;所述钻柱组件穿入所述套管组件内,所述钻柱组件的上端设有注入口,所述钻柱组件内设有从上至下的单向阀,所述钻柱组件的下端设有水眼;所述钻柱组件与所述套管组件之间留有内环空间;所述监测系统包括压力传感器和流量传感器组件,所述压力传感器设于所述套管组件内部下端,所述流量传感器组件设于所述钻柱组件入口和所述试验井的井口区域。本发明能够实现对深水钻井现场气侵现象的及时、超前预测,从而为深水井控作业提供安全时间余量。
Description
技术领域
本发明涉及海洋钻探技术领域,具体涉及一种基于试验井的深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法。
背景技术
目前,国家相关部门加大了对国家能源安全的保障力度,要求各大石油企事业单位加强对石油勘探开发的投入,增加我国新增油气发现及产量,以确保国家能源安全。因此,海洋石油的勘探与开发作业也逐渐由浅海近海区域转向深海远海区域,以增加海洋油气的勘探开发区域面积,寻求更多的油气发现。而海洋尤其是海洋深水钻完井作业面临的一大问题即为深水带来的井控问题,深水作业相对于陆地、浅水作业气侵情况发现的更慢,井控难度更高。及时的气侵监测可为深水现场井控作业提供大量的安全时间余量,为现场挽回甚至是避免大量的经济、人员的损失,而当前现场的气侵监测常常无法为井控作业提供保障,气侵监测严重滞后。
由于气体有压缩和膨胀的特性,气体侵入钻井液后,在井底时因受上部液柱的压力,气体体积很小,随着钻井液循环上返,气体上升速度越来越大,气体所受液柱压力也会逐渐减小,气体体积就逐渐膨胀增大,特别是气体接近地面时气体膨胀就很快增大。因此,即使返到地面的钻井液气侵很厉害,形成很多气泡,密度降低很多,但钻井液柱压力减小的绝对值仍是很小的。即使地面气侵钻井液密度只有原钻井液密度的一半,钻井液柱压力减小值也未超过0.4Mpa。但是,在钻井过程中,若不采取有效的除气措施,就会反复将气侵钻井液泵入井内,使钻井液气侵的程度更加严重,造成井底压力不断降低,就有出现溢流或井喷的危险。
因此,急需针对深水钻井现场的气侵监测难题开展气侵早期监测模拟试验研究,建立起相关参数的计算模型,用于作业现场气侵的早期监测,为深水井控作业赢得更多的安全时间。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提供一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法,以实现对深水钻井现场气侵现象的及时、超前预测,从而为深水井控作业提供安全时间余量。
本发明首先提出一种深水钻井深层气侵模拟试验系统,所述系统包括试验井、井内设备和监测系统,其中,所述井内设备包括套管组件和钻柱组件,所述套管组件位于所述试验井内,以模拟深水的井身结构;所述钻柱组件穿入所述套管组件内,所述钻柱组件的上端设有注入口,所述钻柱组件内设有从上至下的单向阀,所述钻柱组件的下端设有水眼;所述钻柱组件与所述套管组件之间留有内环空间;所述监测系统包括压力传感器和流量传感器组件,所述压力传感器设于所述套管组件内部下端,所述流量传感器组件设于所述钻柱组件入口和所述试验井的井口区域。
根据本发明的一种实施方式,所述试验井的井口上方设有升高管,所述套管组件的上端管口位置低于所述升高管的管口位置,所述套管组件的下端设有盲板;所述升高管的管口位置低于所述钻柱组件的注入口位置。
根据本发明的一种实施方式,所述升高管的管口设有防喷器。
根据本发明的一种实施方式,所述钻柱组件的下端设有钻头,所述钻头上设有所述水眼。
根据本发明的一种实施方式,所述钻柱组件包括多根钻柱,多跟所述钻柱之间相互密封连接,多跟所述钻柱内部从上到下设有一组所述单向阀。
根据本发明的一种实施方式,所述套管组件包括套管一、套管二和变径短节,所述套管一的管径大于所述套管二的管径,所述套管二位于所述套管组件的最下端,且下端封闭,所述变径短节连接所述套管一和套管二,所述套管一的上端开口。
根据本发明的一种实施方式,所述系统还包括循环系统,所述循环系统包括泥浆池、注入管线和返出管线,所述注入管线的输出端与所述钻柱组件的注入口连接,所述注入管线的输入端与所述泥浆池连接,所述返出管线的入口与所述试验井的井口区域连接。
根据本发明的一种实施方式,所述监测系统还包括液量传感器,所述液量传感器设于所述返出管线上;所述流量传感器组件还包括返出口流量计,该返出口流量计设于所述返出管线的输入口处。
本发明还提出一种所述深水钻井深层气侵模拟试验系统的使用方法,所述方法主要包括:
使携气流体进入所述钻柱组件中,进而使其进入所述钻柱组件与所述套管组件的内环空间;
通过所述监测系统测得井底压力和温度、试验井口的流量;
通过现场模拟试验与测得参数的变化值,建立各相关工艺参数在不同气量即不同气侵严重程度下的变化规律。
进一步地,所述方法还包括以下其一或多个:
通过调节气量调节阀的开度,以调整进入所述钻柱组件内部的气量,监测并记录各监测系统的数据变化规律;
所述监测系统对所述套管组件内部下端的温度和压力测量;
所述监测系统对所述钻柱组件注入口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的排量进行测量;
通过井底监测到的压力变化实现实时的气侵判别,出口监测排量,以实现井口监测;
将所述钻柱组件的注入口与所述试验井的返出口形成循环回路,使得返出口排出的流体经泥浆池后再循环至所述钻柱组件的注入口。
本发明可以现有的试验井为基础条件,通过向试验井中下入一定结构的套管与钻柱,并配合以BOP(水下防喷器)、流量计、注入与出口管线、泥浆计量罐、压力传感器等,可实现海上深水钻井现场井底气侵的真实模拟。并对模拟气侵过程中井底压力、出入口流量等进行实时监测,以揭示深水钻井井底气侵时相关工艺参数的变化规律,以实现对深水钻井现场气侵现象的及时、超前预测,从而为深水井控作业提供安全时间余量。
本发明可以基于现有的试验井开展模拟,装置结构简单,成本低;本发明试验方法得到的模拟结果相对真实可靠,贴近深水作业现场实际情况;本发明的试验方法可通过开展重复多次变参数模拟建立相关工艺参数在气侵工况下的变化规律,为深水井控作业提供理论指导与借鉴。
附图说明
图1为本发明一实施例基于试验井的深水钻井深层气侵模拟装置结构示意图;
附图标号说明:
A试验井,B井内设备,C监测系统,B1套管组件,B2钻柱组件,I内环空间,D循环系统;
01-试验井一开井身,02-试验井二开井身,03-试验井三开井身,2-试验井井口,3-升高管,4-防喷器,5-钻柱,6-单向阀,7-注入口,81-注入端多普勒流量计,82-出口端多普勒流量计,9-气量调节阀,10-注入管线,11-泥浆泵,12-返出口,13-电磁流量计,141-计量入口管线,142-计量出口管线,15-计量罐,16-泥浆池,17-钻头,18-套管一,19-变径短节,20-套管二,21-压力传感器,22-盲板。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
本发明提供一种基于试验井的深水钻井深层气侵模拟试验装置及方法,该试验方法可实现海上深水钻井现场井底气侵的真实模拟,揭示深水钻井井底气侵时相关工艺参数的变化规律,以实现对深水钻井现场气侵现象的及时、超前预测,从而为深水井控作业提供安全时间余量。
本试验方法可以模拟深水钻井井底气侵工况。本试验方法是基于现有的试验井开展的,现有的试验井为一口完整真实的直井,并配备有相关的井控、循环、提升等设备。
本试验方法通过在现有的试验井中下入套管及钻柱用于模拟海上深水钻井现场的井身结构及钻具组合。
如图1所示,本发明的深水钻井深层气侵模拟试验系统,所述系统主要包括试验井A、井内设备B和监测系统C,其中,所述井内设备B主要包括套管组件B1和钻柱组件B2,所述套管组件B1位于所述试验井A内,以模拟深水的井身结构。所述钻柱组件B2穿入所述套管组件B1内,所述钻柱组件B2的上端设有注入口7,所述钻柱组件B2内设有从上至下的单向阀6,所述钻柱组件B2的下端设有水眼。所述钻柱组件B2与所述套管组件B1之间留有内环空间I。
所述监测系统包括压力传感器和流量传感器组件,所述压力传感器设于所述套管组件B1内部下端,所述流量传感器组件设于所述钻柱组件B2入口和所述试验井A的井口区域。
具体地,如图1所示,所述流量传感器组件可包括注入端多普勒流量计81、出口端多普勒流量计82、压力传感器21。
注入端多普勒流量计81与出口端多普勒流量计82用于实时监测入口及试验井口区域的气体含量变化,压力传感器21用于实时监测并存储井底的压力变化情况。
所述监测系统还可包括温度传感器,该温度传感器可与所述压力传感器21设置在相同的位置,以监测存储井底的温度变化情况。但根据经验得知,试验井及试验装置深度较小,下面没有实际钻井的高温砂体,也就是说没有高温热源,所以一般情况下,实际实验过程中井底的温度变化,故温度监测设为可选项。
还可在试验井口设置返出口,返出口处可设有电磁流量计13,电磁流量计13用于计量从井内流出的流体体积。井内流出的流体体积计量还可设置计量罐15进行计量。
携气流体经由注入口7进入钻柱组件B2内部,并向下流动直至由钻柱组件B2的下端水眼流出,在压力作用下,经由水眼流出的携气流体到达套管组件底部后开始上返,携气流体用于模拟深水井气侵工况,可通过调节流体中的气体含量,以模拟不同严重程度的气侵工况。位于套管组件的压力传感器和温度传感器可实时记录不同工况下的井底压力与温度变化数据;由水眼流出的携气流体沿套管组件B1内部上行,由于压力逐渐变小,流体中的气泡逐渐发生膨胀并连通形成更大的气泡,携气流体继续上行至试验井口区域,监测系统的出口端流量计可实时监测并记录管内的气体含量变化。
之后,流体还可沿返出口12流出井口至电磁流量计13,电磁流量计13可实时监测并记录流出的流体流量情况。电磁流量计13可作为返出口流量计,该返出口流量计设于所述返出管线的输入口处。
考虑到在深水实际作业过程中,井底侵入的气体不受海水影响而是经由隔水管返出井口,而本试验井无隔水管配置,因此使用试验井自有的升高管模拟深水钻井作业中的隔水管。
根据本发明的一种实施方式,如图1所示,所述试验井A的井口上方设有升高管3,所述套管组件B1的上端管口位置低于所述升高管3的管口位置,所述套管组件B1的下端设有盲板22;所述升高管3的管口位置低于所述钻柱组件B2的注入口7的位置。
根据本发明的一种实施方式,所述升高管3的管口设有防喷器4。防喷器4的作用是模拟变截面,井筒和防喷器的内径不同,以便后续控制溢流。
根据本发明的一种实施方式,如图1所示,试验井A可主要包括试验井一开井身01、试验井二开井身02、试验井三开井身03,上面可设有试验井井口2。试验井一开井身01直径最大且长度最短,试验井三开井身03直径最小且长度居中,且悬挂于试验井二开井身下端的下方,试验井二开井身02直径居中且长度最大。一开、二开、三开井身即为相应尺寸的套管并可通过水泥浆封固所形成。试验井井口2位于试验井一开井身01上端,且试验井一开井身与试验井二开井身的套管部分坐挂于井口2的下方,井口2上侧密封连接一段升高管3可用于模拟深水钻井作业的隔水管段,升高管3上端与防喷器4用于后期的井控作业。
根据本发明的一种实施方式,所述钻柱组件的下端设有钻头17,所述钻头17上设有所述水眼。
根据本发明的一种实施方式,所述钻柱组件包括多根钻柱5,多跟所述钻柱5之间相互密封连接,多跟所述钻柱内部从上到下设有一组所述单向阀6。
根据本发明的一种实施方式,所述套管组件包括套管一18、套管二20和变径短节19,所述套管一18的管径大于所述套管二20的管径,所述套管二20位于所述套管组件的最下端,且下端封闭,所述变径短节19连接所述套管一18和套管二20,所述套管一18的上端开口。
根据本发明的一种实施方式,所述系统还包括循环系统D,所述循环系统主要包括泥浆池16、注入管线10和返出管线,所述注入管线10的输出端与所述钻柱组件的注入口7连接,所述注入管线10的输入端与所述泥浆池16连接,所述返出管线的入口与所述试验井的井口区域连接。具体可与返出口12连接。
如图1所示,返出管线可包括计量入口管线141和计量出口管线142,在计量入口管线141和计量出口管线142之间可设置计量罐15。计量出口管线142可连接至泥浆池16。计量罐15可作为监测系统的液量传感器,该液量传感器设于所述返出管线上。
循环系统还可设置泥浆泵11,以便将泥浆池16中的携气流体泵入注入口7。
本发明还提出一种所述深水钻井深层气侵模拟试验系统的使用方法,所述方法主要包括:
使携气流体进入所述钻柱组件中,进而使其进入所述钻柱组件与所述套管组件的内环空间;
通过所述监测系统测得井底压力和温度、试验井口的流量;
通过现场模拟试验与测得参数的变化值,建立各相关工艺参数在不同气量即不同气侵严重程度下的变化规律。
进一步地,所述方法还包括以下其一或多个:
通过调节气量调节阀的开度,以调整进入所述钻柱组件内部的气量,监测并记录各监测系统的数据变化规律;
所述监测系统对所述套管组件内部下端的温度和压力测量;
所述监测系统对所述钻柱组件注入口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的排量进行测量;
通过井底监测到的压力变化进行实时的气侵判别,通过出口排量监测以实现井口监测;
将所述钻柱组件的注入口与所述试验井的返出口形成循环回路,使得返出口排出的流体经泥浆池后再循环至所述钻柱组件的注入口。
考虑到试验井井深、井眼尺寸有限,本发明的套管组件与钻柱组件的组合可按照一定比例尺进行组合设计,以便更加真实地模拟深水井身结构的变化以及钻具组合的变化。这可根据现场试验井等综合考虑。
本发明可通过配套多普勒流量计、电磁流量计、注入与出口管线、泥浆计量罐等计量装置以及井底压力传感器和温度传感器用于实时监测模拟气侵工况时各相关参数的变化规律。
本发明可以现有的试验井为基础条件,通过向试验井中下入一定结构的套管与钻柱,并配合以BOP(水下防喷器)、流量计、流量计、注入与出口管线、泥浆计量罐、压力传感器、温度传感器等,可实现海上深水钻井现场井底气侵的真实模拟。并对模拟气侵过程中井底压力、出入口流量等进行实时监测,以揭示深水钻井井底气侵时相关工艺参数的变化规律,以实现对深水钻井现场气侵现象的及时、超前预测,从而为深水井控作业提供安全时间余量。
本发明可以基于现有的试验井开展模拟,装置结构简单,成本低;本发明试验方法得到的模拟结果相对真实可靠,贴近深水作业现场实际情况;本发明的试验方法可通过开展重复多次变参数模拟建立相关工艺参数在气侵工况下的变化规律,为深水井控作业提供理论指导与借鉴。
实施例
本实施例主要是以现有的试验井条件为基础,辅以相关设备开展模拟试验,试验流程中主要涉及试验井、井内设备、监测系统、循环系统四大部分。
如图1所示,第一部分的试验井,主要包括试验井一开井身01、试验井二开井身02、试验井三开井身03、试验井井口2、升高管3、防喷器4。
试验井一开井身01直径最大而长度最短,试验井三开井身03直径最小长度居中,且悬挂于试验井二开井身下端的下方,试验井二开井身02直径居中且长度最大,一开、二开、三开井身即为相应尺寸的套管并通过水泥浆封固所形成。
试验井井口2位于试验井一开井身01上端,且试验井一开井身01与试验井二开井身02的套管部分坐挂于井口2下方,井口2上侧密封连接一段升高管3,可用于模拟深水钻井作业的隔水管段,升高管3上端与防喷器4用于后期的井控作业。
第二部分的井内设备,主要包括钻柱5、单向阀6、注入口7、钻头17、套管一18、变径短节19、套管二20、盲板22;通过井口2下入并悬挂套管一18、套管二20以及变径短节19,悬挂套管一18、套管二20以及变径短节19以一定的尺寸进行组合用于模拟深水的井身结构,以模拟气侵工况下气体由井底向上流动至井口这一过程中对各参数的影响,参照比例尺寸下入一定数量的悬挂套管一18、套管二20以及变径短节19以模拟实际的深水井身结构,且三者的直径依次减小。
钻头17位于钻柱5的最下端面,通过螺纹连接,多根钻柱5相互之间通过螺纹连接至一定长度沿防喷器4、升高管3、井口2内部下入至套管一18、套管二20以及变径短节19内部通道中,钻柱5尺寸小于以上各结构内径。多根钻柱5之间通过螺纹连接有一定数量的单向阀6,可确保流体只可沿着钻柱5内部由上至下流动,并经由钻头17的水眼流出至套管二20内环空中;盲板22位于套管二20的最下端用于模拟深水钻井的井底,即井内流体流动至盲板22处开始上返。
第三部分的监测系统,主要包括注入端多普勒流量计81、出口端多普勒流量计82、电磁流量计13、计量罐15、压力传感器21;注入端多普勒流量计81与出口端多普勒流量计82用于实时监测入口及升高管3中的气体含量变化,电磁流量计13与计量罐15用于计量从井内流出的流体体积,压力传感器21用于实时监测并存储井底的压力变化情况。在压力传感器21设置的位置还可设置温度传感器,用于实时监测并存储井底的温度变化情况。
第四部分的循环系统,主要包括气量调节阀9、注入管线10、泥浆泵11、返出口12、计量入口管线141、计量出口管线142、泥浆池16;泥浆池16中为混含有一定量气体的水或泥浆等流体,流体经由泵11加压泵送至注入管线10中,经由气量调节阀9、注入端多普勒流量计81、注入口7进入钻柱5内部,并向下流动直至由钻头17的水眼流出,在泵压作用下,经由钻头17水眼流出的携气流体到达盲板22后开始上返,携气流体用于模拟深水井气侵工况,通过调节气量调节阀9的开度调节流体中的气体含量,以模拟不同严重程度的气侵工况;位于套管二20下端内壁处的压力传感器和温度传感器实时记录不同工况下的井底压力与温度变化数据,由钻头17流出的携气流体沿套管二20、变径短节19、套管一18上行,由于压力逐渐变小流体中的气泡逐渐发生膨胀并连通形成更大的气泡,携气流体继续上行至升高管3内部,出口端多普勒流量计82实时监测并记录管内的气体含量变化;之后,流体沿返出口12流出井口至电磁流量计13,电磁流量计13可实时监测并记录流出的流体流量情况,流体流出电磁流量计13进入计量入口管线141至计量罐15中对流体液量进行计量,再经由计量出口管线142流出返回至泥浆池16中。
本实施例基于试验井的深水钻井深层气侵模拟试验方法,其步骤如下:
1、在现在试验井的基础上,安装钻柱、单向阀、套管一、套管二、变径短节、盲板、压力传感器、多普勒传感器、电磁流量计等,并连接循环系统;
2、开泵循环,使泥浆池中的携气流体进入钻柱中并进入钻柱与套管的环空中;
3、实时观测并记录压力传感器、多普勒传感器、电磁流量计等监测设备的监测数据;
4、调节气量调节阀的开度,以调整进入钻柱内部的气量,同时监测并记录各监测设备的数据变化规律;
5、通过系列变参数的现场模拟试验,建立各相关工艺参数在不同气量即不同气侵严重程度下的变化规律。
通过井底监测到压力变化实现实时的气侵判别,出口精准监测出口排量,实现井口监测。依托这些数据,建立起井底压力、井口出口排量的计算模型,用于作业现场气侵的早期监测。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述各实施例仅用于说明本发明,其中实施例的各零部件、装置都是可以有所变化的,各实施方式都可根据需要进行组合或删减,附图中并非所有部件都是必要设置,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例,凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述系统包括试验井、井内设备和监测系统,其中,
所述井内设备包括套管组件和钻柱组件,所述套管组件位于所述试验井内,以模拟深水的井身结构;所述钻柱组件穿入所述套管组件内,所述钻柱组件的上端设有注入口,所述钻柱组件内设有从上至下的单向阀,所述钻柱组件的下端设有水眼;所述钻柱组件与所述套管组件之间留有内环空间;
所述监测系统包括压力传感器和流量传感器组件,所述压力传感器设于所述套管组件内部下端,所述流量传感器组件设于所述钻柱组件入口和所述试验井的井口区域。
2.根据权利要求1所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述试验井的井口上方设有升高管,所述套管组件的上端管口位置低于所述升高管的管口位置,所述套管组件的下端设有盲板;所述升高管的管口位置低于所述钻柱组件的注入口位置。
3.根据权利要求2所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述升高管的管口设有防喷器。
4.根据权利要求1至3任一项所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述钻柱组件的下端设有钻头,所述钻头上设有所述水眼。
5.根据权利要求1至3任一项所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述钻柱组件包括多根钻柱,多跟所述钻柱之间相互密封连接,多跟所述钻柱内部从上到下设有一组所述单向阀。
6.根据权利要求1至3任一项所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述套管组件包括套管一、套管二和变径短节,所述套管一的管径大于所述套管二的管径,所述套管二位于所述套管组件的最下端,且下端封闭,所述变径短节连接所述套管一和套管二,所述套管一的上端开口。
7.根据权利要求1至3任一项所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述系统还包括循环系统,所述循环系统包括泥浆池、注入管线和返出管线,所述注入管线的输出端与所述钻柱组件的注入口连接,所述注入管线的输入端与所述泥浆池连接,所述返出管线的入口与所述试验井的井口区域连接。
8.根据权利要求7所述的深水钻井深层气侵模拟试验系统,其特征在于,所述监测系统还包括液量传感器,所述液量传感器设于所述返出管线上;所述流量传感器组件还包括返出口流量计,该返出口流量计设于所述返出管线的输入口处。
9.一种根据权利要求1至8任一项所述深水钻井深层气侵模拟试验系统的使用方法,其特征在于,所述方法包括:
使携气流体进入所述钻柱组件中,进而使其进入所述钻柱组件与所述套管组件的内环空间;
通过所述监测系统测得井底压力和温度、试验井口的流量;
通过现场模拟试验与测得参数的变化值,建立各相关工艺参数在不同气量即不同气侵严重程度下的变化规律。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下其一或多个:
通过调节气量调节阀的开度,以调整进入所述钻柱组件内部的气量,监测并记录各监测系统的数据变化规律;
所述监测系统对所述套管组件内部下端的温度和压力测量;
所述监测系统对所述钻柱组件注入口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口处的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的流量进行测量;
所述监测系统对试验井口返出的排量进行测量;
通过井底监测到的压力变化实现实时的气侵判别,通过出口排量监测以实现井口监测;
将所述钻柱组件的注入口与所述试验井的返出口形成循环回路,使得返出口排出的流体经泥浆池后再循环至所述钻柱组件的注入口。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911323781.7A CN111028648A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911323781.7A CN111028648A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111028648A true CN111028648A (zh) | 2020-04-17 |
Family
ID=70212631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911323781.7A Pending CN111028648A (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111028648A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114109357A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 中国石油大学(北京) | 深水气侵模拟实验装置及气侵判断方法 |
CN114109357B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-05-24 | 中国石油大学(北京) | 深水气侵模拟实验装置及气侵判断方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101852076A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-10-06 | 中国石油天然气集团公司 | 用于控压钻井实验与测试的井下工况模拟方法 |
CN103531076A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-01-22 | 西南石油大学 | 一套钻井工况模拟系统及其工作流程 |
CN204113272U (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-21 | 西南石油大学 | 深水钻井井筒气侵模拟可视化实验装置 |
CN104900131A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-09-09 | 中国石油大学(华东) | 一种模拟钻井过程中地层流体溢流及井漏的实验方法 |
CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
CN108798638A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-13 | 中国石油大学(北京) | 一种用于模拟浅层流体侵入井筒的实验装置 |
CN109611027A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-12 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 水合物钻井模拟系统以及模拟方法 |
CN110111624A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-08-09 | 西南石油大学 | 一种海洋钻井模拟系统及方法 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201911323781.7A patent/CN111028648A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101852076A (zh) * | 2010-03-31 | 2010-10-06 | 中国石油天然气集团公司 | 用于控压钻井实验与测试的井下工况模拟方法 |
CN103531076A (zh) * | 2013-11-06 | 2014-01-22 | 西南石油大学 | 一套钻井工况模拟系统及其工作流程 |
CN204113272U (zh) * | 2014-09-19 | 2015-01-21 | 西南石油大学 | 深水钻井井筒气侵模拟可视化实验装置 |
CN104900131A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-09-09 | 中国石油大学(华东) | 一种模拟钻井过程中地层流体溢流及井漏的实验方法 |
CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
CN108798638A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-13 | 中国石油大学(北京) | 一种用于模拟浅层流体侵入井筒的实验装置 |
CN109611027A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-12 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 水合物钻井模拟系统以及模拟方法 |
CN110111624A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-08-09 | 西南石油大学 | 一种海洋钻井模拟系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张太佶: "《认识海洋开发装备和工程船》", 31 December 2015, 国防工业出版社 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114109357A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-01 | 中国石油大学(北京) | 深水气侵模拟实验装置及气侵判断方法 |
CN114109357B (zh) * | 2021-12-17 | 2024-05-24 | 中国石油大学(北京) | 深水气侵模拟实验装置及气侵判断方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7027968B2 (en) | Method for simulating subsea mudlift drilling and well control operations | |
Gravdal et al. | Improved kick management during MPD by real-time pore-pressure estimation | |
US6394195B1 (en) | Methods for the dynamic shut-in of a subsea mudlift drilling system | |
US10138693B2 (en) | Method of drilling a subterranean borehole | |
CN108729868B (zh) | 一种深海钻井溢流和井漏监测方法 | |
EA010191B1 (ru) | Способ бурения поглощающей формации | |
WO2016040310A1 (en) | Systems and methods for detection of an influx during drilling operations | |
Wang et al. | Annular multiphase flow behavior during deep water drilling and the effect of hydrate phase transition | |
US10982516B2 (en) | Systems and methods for operating downhole inflow control valves to provide sufficient pump intake pressure | |
WO2022105945A1 (zh) | 基于深层井筒水泥浆体系模拟的控压固井方法及系统 | |
EP2576956B1 (en) | Method for circulating a fluid entry entry out of a subsurface wellbore without shutting in the wellbore | |
Yuan et al. | Mitigating Gas-in-Riser Rapid Unloading for Deepwater-Well Control | |
CN111502640B (zh) | 一种地层孔隙压力和漏失压力测定装置及方法 | |
CN111028648A (zh) | 一种深水钻井深层气侵模拟试验系统及方法 | |
Vallejo-Arrieta | Analytical model to control off-bottom blowouts utilizing the concept of simultaneous dynamic seal and bullheading | |
US11199061B2 (en) | Closed hole circulation drilling with continuous downhole monitoring | |
WO2016040272A1 (en) | Systems and methods for well control during managed pressure drilling | |
Choe | Advanced two-phase well control analysis (May) | |
Islam | Numerical simulation & risk analysis of well kick | |
Velmurugan | Dynamic simulation of gas expansion in Marine Risers | |
Uzunoglu | Gas Lift Studies at Constant Pressure Boundary Conditions | |
Tahir | Gas Invasion of Wellbore Multiphase Flow in Deepwater Downhole | |
Lamoj | Hydrodynamic Techniques in Well Control: In Professional Point of View | |
Wang et al. | Real-time quantitative description of gas invasion in deepwater drilling | |
Haj | Dual gradient drilling and use of the AUSMV scheme for investigating the dynamics of the system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200417 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |