CN112443311A - 一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法，该计算模型包括：岩屑表面吸附钻井液质量计算，岩屑内部侵入钻井液质量计算，岩屑干重和对应的井下岩屑体积量计算；通过用测量得到的岩屑湿重减去全部钻井液质量得到岩屑干重，再通过质量与体积的转换将返出岩屑转换成井下岩屑体积量。之后可通过与相同时间内钻头破岩量进行对比，分析井下岩屑残余量。
Description
技术领域
本发明涉及页岩气水平井钻完井地面监测技术领域，特别涉及通过钻井返出岩屑湿重计算对应井下岩屑体积量的方法。
背景技术
目前非常规油气资源成为油气资源增储上产的主要增长点，而非常规油气资源中极其重要的一个组成就是页岩气资源。我国页岩气储量排名世界第一，目前技术可采21.8万亿立方米，开发前景非常可观。开发页岩气两个关键技术是水平井钻完井技术和体积压裂技术，目前我国水平井钻井技术已取得巨大进步，但是现场仍有许多问题亟需解决，水平井井眼清洁问题就是影响水平井施工的关键之一。
如果把钻井液比作钻井的血液，那井眼环空就是血液循环系统中的静脉，岩屑无法随钻井液返出井口时会在环空堆积，降低环空截面积，增加钻井液当量循环密度，容易压漏地层；产生的岩屑床会增加钻柱的摩阻扭矩，严重时会导致卡钻。
目前已有许多监测井眼清洁的设备、技术，岩屑流量计便是其中之一，该设备可称量钻井返出岩屑湿重，转换成井下岩屑体积，与对应时间钻头破岩量对比，得出井下岩屑残余量，从而分析井眼清洁情况。
现有的转换方法都是通过烘干方法得出湿重和井下体积的关系，但是钻井液参数、岩屑参数等都会对此产生影响，本发明根据不同钻井液参数，考虑粒径分布情况，提出的一种转换方法。
本发明目的在于根据岩屑称量装置某一时间段内称量的钻井返出岩屑湿重，结合钻井液信息，通过建立的计算方程求解该湿重对应的井下岩屑体积量，和相同时间内钻头破岩量进行比较，判断井下岩屑残余量，为现场施工提供指导。
发明内容
为克服现有方法的不足，本发明提供了一种在不同钻井液体系下，不同粒径分布的岩屑湿重转换成井下体积量的方法。主要用于页岩气水平井钻完井。
一种在不同钻井液体系下，不同粒径分布的岩屑湿重转换成井下体积量的方法，该方法通过以下步骤实现：
步骤1、称量岩屑湿重：在振动筛装置后安装岩屑湿重称量装置，用于称量某一时间段内返出岩屑总重量；
步骤2、采集钻井液和岩屑信息：与录井设备对接，用于实时获取钻井液密度、粘度，岩屑密度、粒径分布等信息；
步骤3、计算返出岩屑含钻井液量：根据钻井液和岩屑粒径分布信息以及计算模型，可得：
吸附量：
吸入量：
步骤4、井下岩屑体积计算：根据岩屑称量装置获得的湿重，结合录井设备或者其他装置获得的钻井液和岩屑信息，有：
岩屑体积总量为：
W岩屑＝W总-W吸附-W吸入
岩屑体积(地下)为：
式中，W岩屑、W吸附、W吸入分别为岩屑干重、钻井液吸附量、钻井液吸入量；f(r)为岩屑粒径分布函数；ρf、ρs、r分别为钻井液密度、岩屑密度、岩屑粒径；C1、C2、C3、δ分别为岩屑中钻井液含量系数、岩屑形状系数、岩石体积系数，钻井液薄膜厚度均由实验室获得；a选择远大于岩屑最大粒径的数。
附图说明
图1为岩屑湿重转换成井下体积的方法示意图。当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。为下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图1对本发明的应用做详细阐述：
使用岩屑称量装置称量一定时间内返出的湿岩屑总重量，称量时间的设定参考机械钻速，两者为负相关关系；
根据录井资料确定该时间段内钻井液粘度、密度，以及岩屑密度、粒径分布等信息；
将已知数据代入体积计算模型，求得该时间段内返出岩屑量对应的井下体积，再结合钻头破岩量，判断井下岩屑残余量。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法，包括：
步骤1、岩屑湿重采集：在振动筛装置后安装岩屑湿重称量装置，用于称量某一时间段内返出岩屑总重量；
步骤2、钻井液和岩屑信息采集：与录井设备对接，用于实时获取钻井液密度、粘度，岩屑密度、粒径分布等信息；
步骤3、返出岩屑含钻井液量计算：根据钻井液和岩屑粒径分布信息，可得：
吸附量：
吸入量：
步骤4、湿重与体积转换：根据岩屑称量装置获得的湿重，结合录井设备或者其他装置获得的钻井液和岩屑信息，有
岩屑体积总量为：
W岩屑＝W总-W吸附-W吸入
岩屑体积(地下)为：
式中，W岩屑、W吸附、W吸入分别为岩屑干重、钻井液吸附量、钻井液吸入量；f(r)为岩屑粒径分布函数；ρf、ρs、r分别为钻井液密度、岩屑密度、岩屑粒径；C1、C2、C3、δ分别为岩屑中钻井液含量系数、岩屑形状系数、岩石体积系数，钻井液薄膜厚度均由实验室获得；a选择远大于岩屑最大粒径的数。
2.根据权利要求1所述的一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法，其特征在于，步骤1中，岩屑湿重称量时间需根据机械钻速和钻头尺寸决定。
3.根据权利要求1所述的一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的计算模型与方法，其特征在于，上述步骤2、3中，岩屑密度ρs、粒径分布f(r)，钻井液粘度μf、密度ρf等可通过录井等方法获得，其中形状系数C2、吸附膜厚度δ、吸入系数C1需要通过实验获得。
4.根据权利要求1所述的一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的计算模型与方法，其特征在于，钻井返出岩屑湿重去除钻井液重量后即为岩屑干重，再通过质量体积转换关系，将岩屑干重转换成井下岩石体积V。
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| CN201910732133.0A CN112443311A (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法 |
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| CN201910732133.0A Pending CN112443311A (zh) | 2019-08-13 | 2019-08-13 | 一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN112443311A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114016999A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-02-08 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种基于岩屑返出情况的井眼清洁量化评价方法 |
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2019
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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