CN111980690A - 一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法。所述方法包括以下步骤：通过井下烃类检测工具在压井排量循环的过程中，实时监测井下全烃含量；调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％，a表示数字且0＜a＜100，无具体含义，记录此时的立压值和套压值，即为压井施工的初始立压值和套压值。本发明的有益效果可以包括：通过对于全烃含量的监测及控制，压井施工的初始套压及初始立压有据可依。
Description
技术领域
本发明涉及油气井钻井井筒压力控制技术领域，具体地，涉及一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法。
背景技术
油气钻井领域溢流经常发生，特别是在高温、高压、高含硫的油气藏开发过程中，更加复杂的地质环境使得溢流更容易发生，比如接单根过程后效、欠平衡/控压钻井作业停泵未补足套压导致井底压力欠平衡，或者欠平衡钻井施工，或者钻遇裂缝置换天然气等等，导致地层流体不可避免的进入井筒导致井筒溢流发生；溢流发现后重建井内压力平衡，目前主要方式是司钻法、工程师法等压井方法，这些方法在现实使用中，主要依靠工程师掌握基本数据后进行计算设计压井施工单，更多依靠经验进行观察立压情况、控制套压进行重建井内平衡，这些传统方法主要缺点是依靠压井工程师积累的经验，因为计算控制套压不准确，经验积累不一样，压井施工可能也会造成失败，套压越来越高，错过最佳井控时机，并导致井喷等事故发生。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法。所述方法可包括以下步骤：通过井下烃类检测工具在压井排量循环的过程中，实时监测井下全烃含量；调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％，a表示数字且0＜a＜100，无具体含义，记录此时的立压值和套压值，即为压井施工的初始立压值和套压值。
在本发明的一个示例性实施例中，所述调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％可包括：
对井底压力进行测量得到测量值P1；
改变井底压力至井底压力大于地层压力，井筒内监测不到全烃，对井底压力进行测量得到测量值P2；
继续调整井底压力至P3，其中，P1＜P3＜P2，检测井筒内的全烃含量是否大于等于0且不大于a％，若是，维持工况不变，若否，监测井筒内是否存在全烃，
若存在，逐次增大井底压力P3至Pm，对每次增大井底压力后的井筒内的全烃含量进行检测，直至井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，维持工况不变，其中，Pm＜P2，m代表数字且m≥4，无具体含义，
若不存在，逐次减小井底压力P3至Pn，对每次减小井底压力后的井筒内的全烃含量进行检测，直至井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，维持工况不变，其中，P1＜Pn，n代表数字且n≥4，无具体含义。
在本发明的一个示例性实施例中，所述P3＝(P1+P2)/2；
所述Pm＝(Pm-1+P2)/2，Pm-1＜Pm＜P2，Pm-1表示井底压力调整至Pm时的前一次调整的井底压力；
所述Pn＝(Pn-1+P1)/2，P1＜Pn＜Pn-1，Pn-1表示井底压力调整至Pn时的前一次调整的井底压力。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过增大钻井液密度，从而增加井底压力，可通过增大钻井液排量，从而增加井底压力。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过减小钻井液密度，从而减小井底压力，可通过减小钻井液排量，从而减小井底压力。
在本发明的一个示例性实施例中，可通过校核过后的水力学模型计算井底压力。
在本发明的一个示例性实施例中，所述调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％可包括：
以0.01～10Mpa/s的增压速度增加套压，并实时监测井下全烃含量，直到井下全烃含量大于0且不大于a％。
在本发明的一个示例性实施例中，所述增压速度可为1Mpa/s。
与现有技术相比，本发明的有益效果可包括：通过对于全烃含量的监测及控制，压井施工的初始套压及初始立压有据可依。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例详细地描述本发明的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法。
在地层未被钻开之前，地层内各处的地层压力保持相对平衡的状态。在钻井过程中，一旦地层被钻开并投入使用，地层压力平衡状态可能会被打破，若井底压力低于地层压力，在地层压力与井底压力之间产生的压差作用下，地层内的流体物质(石油或天然气或水等流体)就会流向井筒，此时，地层中的全烃物质也会随之进入井筒。
本发明提供了一种于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其目的基于井下烃类检测方法，通过井下烃类检测工具实时监测井下全烃含量，根据全烃含量确定压井施工的初始立压值和套压值，继而能够在重建井筒压力平衡时，实现安全压井作业的目的。
在本发明的一个示例性实施例中，通过井下烃类检测工具在钻井过程中实时监测井底是否存在全烃，并能够监测全烃的浓度或含量，并将监测结果反馈至地面，地面信号接收装置收到井下烃类检测工具信号，得到井下全烃含量。
在本实施例中，所述井下烃类检测工具可以是在钻井过程中检测井底是否有甲烷、乙烷等特殊气体的工具，可以包括红外光源、检测器、检测通道、解释单元等部件，井筒内的流体通过检测通道时，红外光源发射红外光谱照射钻井液，检测器检测透过流体通道内流体的光谱，确定是否存在地层中的全烃物质，同时也能够获取全烃的浓度或含量，将结果传给解释单元进行分析处理，并将解释结果通过泥浆脉冲信号上传至地面，另外，除了泥浆脉冲信号，还可以通过电磁波信号传输数据。
在本实施例中，泥浆脉冲信号方式的地面信号接收装置可以包括钻机立管上的压力传感器及采集的立管压力波动解码的解码装置，电磁波信号的地面接收装置可以包括电磁波解码装置。
具体地，在获取井下全烃含量后，所述方法还可以包括以下步骤：
步骤一：对井底压力进行测量得到测量值P1，其中，P1＜地层压力。
步骤二：改变井底压力至井底压力大于地层压力，井筒内监测不到全烃，对井底压力进行测量得到测量值P2；
在本实施例中，可以选择的是通过增大套管压力或是减小钻井液排量或是增大钻井液密度来增大井底压力，通过这几个方法都是可以直接或是间接增大井底压力，同时，能够实现上述几种方法的装置也可以用来在步骤二时改变井底压力，例如自动节流控制系统、自动节流管汇/装置、或是手动节流装置。
步骤三：继续调整井底压力至P3，其中，P3＝(P1+P2)/2，P1＜P3＜P2，检测井筒内的全烃含量是否大于等于0且不大于a％(a％也可以说是标定基值浓度)，a表示数字且0＜a＜100，无具体含义，若是，记录此时的立压值和套压值，维持工况不变，若否，监测井筒内是否存在全烃，此时，可存在以下两种情况：
若存在，表明此时的井底压力P3＜地层压力，且此时的全烃的含量是大于a％的，增大井底压力P3至P4，其中，P4＝(P3+P2)/2，检测井筒内的全烃含量，如果满足大于0且不大于a％，则维持当前工况不变；如果不满足，则继续增大井底压力P4至P5，其中，P5＝(P4+P2)/2，检测井筒内的全烃含量，如果满足大于0且不大于a％，则维持当前工况不变；如果不满足，则继续增大井底压力至P6、P7……直到Pm，对每次增大井底压力后的井筒进行全烃含量检测，其中，Pm-1＜Pm＜P2，m代表数字且m≥8，没有具体的含义，Pm-1表示井底压力调整至Pm时的前一次调整的井底压力，当井底压力为Pm且井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，记录此时的立压值和套压值，维持工况不变；
若不存在，表明此时的井底压力P3＞井底压力，减小井底压力P3至P4，其中，P4＝(P3+P1)/2，检测井筒内的全烃含量，如果满足大于0且不大于a％，则维持当前工况不变；如果不满足，则继续减小井底压力P4至P5，其中，P5＝(P4+P1)/2，检测井筒内的全烃含量，如果满足大于0且不大于a％，则维持当前工况不变；如果不满足，则继续减小井底压力至P6、P7……直到Pn，对每次减小井底压力后的井筒进行全烃含量检测，其中，P1＜Pn＜Pn-1，n代表数字且n≥8，无具体含义，Pn-1表示井底压力调整至Pn时的前一次调整的井底压力，当井底压力为Pn且井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，记录此时的立压值和套压值，维持工况不变。
在本实施例中，所述Pm＝(Pm-1+P2)/2，所述Pn＝(Pn-1+P1)/2。
在本实施例中，可以通过增大钻井液密度，从而增加井底压力，可以通过增大钻井液排量，从而增加井底压力；可以通过减小钻井液密度，从而减小井底压力，可以通过减小钻井液排量，从而减小井底压力。同时，能够实现上述几种方法的装置也可以用来改变井底压力，例如自动节流控制系统、自动节流管汇/装置、或是手动节流装置。
步骤三中记录的立压值和套压值即可以为压井施工的初始立压值和套压值。
在本实施例中，可以通过校核过后的水力学模型计算井底压力。
另外，在本方法一开始获取井下全烃含量后，所述方法也可以包括以下步骤：
以0.5～2Mpa/s的增压速度增加套压，并实时监测井下全烃含量，直到井下全烃含量大于0且不大于a％，记录此时的立压值和套压值即可以为压井施工的初始立压值和套压值。进一步地，增压速度可以为1Mpa/s。
综上所述，本发明的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法的优点可包括：通过对于全烃含量的监测及控制，压井施工的初始套压及初始立压有据可依。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。
Claims (8)
1.一种基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
通过井下烃类检测工具在压井排量循环的过程中，实时监测井下全烃含量；
调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％，a表示数字且0＜a＜100，无具体含义，记录此时的立压值和套压值，即为压井施工的初始立压值和套压值。
2.根据权利要求1所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，所述调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％包括：
对井底压力进行测量得到测量值P1；
改变井底压力至井底压力大于地层压力，井筒内监测不到全烃，对井底压力进行测量得到测量值P2；
继续调整井底压力至P3，其中，P1＜P3＜P2，检测井筒内的全烃含量是否大于等于0且不大于a％，若是，维持工况不变，若否，监测井筒内是否存在全烃，
若存在，逐次增大井底压力P3至Pm，对每次增大井底压力后的井筒内的全烃含量进行检测，直至井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，维持工况不变，其中，Pm＜P2，m代表数字且m≥4，无具体含义，
若不存在，逐次减小井底压力P3至Pn，对每次减小井底压力后的井筒内的全烃含量进行检测，直至井筒内的全烃含量大于0且不小于a％，维持工况不变，其中，P1＜Pn，n代表数字且n≥4，无具体含义。
3.根据权利要求2所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，所述P3＝(P1+P2)/2；
所述Pm＝(Pm-1+P2)/2，Pm-1＜Pm＜P2，Pm-1表示井底压力调整至Pm时的前一次调整的井底压力；
所述Pn＝(Pn-1+P1)/2，P1＜Pn＜Pn-1，Pn-1表示井底压力调整至Pn时的前一次调整的井底压力。
4.根据权利要求2所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，通过增大钻井液密度，从而增加井底压力，通过增大钻井液排量，从而增加井底压力。
5.根据权利要求2所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，通过减小钻井液密度，从而减小井底压力，通过减小钻井液排量，从而减小井底压力。
6.根据权利要求2所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，通过校核过后的水力学模型计算井底压力。
7.根据权利要求1所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，所述调整井底压力，直到井下全烃含量大于0且不大于a％包括：
以0.01～10Mpa/s的增压速度增加套压，并实时监测井下全烃含量，直到井下全烃含量大于0且不大于a％。
8.根据权利要求7所述的基于井下全烃含量检测的压井初始立套压的确定方法，其特征在于，所述增压速度为1Mpa/s。
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| CN111980692A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-24 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于井下全烃含量检测的压井方法 |
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Legal Events
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