CN114320194A - 油气钻井岩屑返出量确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气钻井岩屑返出量确定方法及装置，其中方法包括：获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。本发明可以确定油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率。
Description
技术领域
本发明涉及油气钻井技术领域，尤其涉及油气钻井岩屑返出量确定方法及装置。
背景技术
水平井已成为开发油气资源的重要方式，以中石油川渝页岩气为例，2019年开钻401口，2020-2035年预计水平井年钻井数量平均将超过500口。在水平井钻井过程中，由于岩屑的重力效应及钻杆偏心严重(窄间隙处泥浆流速小甚至有可能为零，失去了悬屑、携屑的能力)，岩屑极易在大斜度井段和水平井段形成岩屑沉积床。水平井井眼岩屑沉积过多，井眼清洁度差，会产生诸多生产问题：一是使得钻井液中岩屑浓度升高，钻井液环空循环当量增加，容易压漏地层；二是岩屑床的形成会增加钻杆的摩阻与扭矩，进而增加卡钻风险；三是井底岩屑清洁不及时会造成钻头重复破碎岩屑，降低机械钻速并且磨损钻头；四是岩屑沉积影响钻具的上提下放，必须及时短起下划眼清除岩屑床，否则会造成卡钻等事故，同时频繁划眼会造成井眼不规则，此外还会增加钻井作业周期，影响效益。因此，钻井过程中需要实时掌控实际岩屑返出量，通过调整合理的钻井参数和操作流程确保实际返出和理论产生的岩屑实现体积平衡，以提高井眼清洁效率。
现有的油气钻井岩屑返出量确定方法存在数据准确度低的问题，进而影响井眼清洁效率。因此，亟需一种可以克服上述问题的油气钻井岩屑返出量确定方案。
发明内容
本发明实施例提供一种油气钻井岩屑返出量确定方法，用以确定油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，该方法包括：
获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。
本发明实施例提供一种油气钻井岩屑返出量确定装置，用以确定油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，该装置包括：
数据获得模块，用于获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
流量值确定模块，用于根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
系数确定模块，用于根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
质量确定模块，用于根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
返出量确定模块，用于根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定岩屑返出量。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述油气钻井岩屑返出量确定方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述油气钻井岩屑返出量确定方法的计算机程序。
本发明实施例通过获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。本发明实施例在油气钻井岩屑返出量确定过程中，分别考虑了中断期间的岩屑流量值、单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，从而能够解决岩屑称重装置在工作时数据监测中断、缺少深度标记、细小岩屑漏称、湿干岩屑转换等问题，准确计算油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，为现场钻井参数调整和工艺操作提供更精确指导。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中油气钻井岩屑返出量确定方法示意图；
图2为本发明实施例中油气钻井岩屑返出量确定方法示意图；
图3为本发明实施例中油气钻井岩屑返出量确定装置结构图；
图4为本发明实施例中油气钻井岩屑返出量确定装置结构图；
图5是本发明实施例的计算机设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如前所述，现有技术中油气钻井岩屑返出量确定方法为在振动筛出口处安装一岩屑称重装置，实时对井底返出岩屑进行称量，来实现井眼清洁程度评价。但是该技术存在如下问题：(1)岩屑称重装置在装盛一定量岩屑后要对岩屑进行倾倒，这会导致岩屑量数据存储时存在数据监测中断问题；(2)由于随钻测量的岩屑流量数据是利用时间戳标记测量的岩屑重量数值，缺少深度标记，无法实现随钻岩屑返出深度跟踪；(3)细小岩屑经过振动筛时直接随钻井液进入液罐，而为到达称重装置处，存在漏称问题；(4)称量的岩屑颗粒表面吸附钻井液，并不是井底真正干燥的岩屑，需要进一步校验。
为了确定油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，本发明实施例提供一种油气钻井岩屑返出量确定方法，如图1所示，该方法可以包括：
步骤101、获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
步骤102、根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
步骤103、根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
步骤104、根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
步骤105、根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。
由图1所示可以得知，本发明实施例通过获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。本发明实施例在油气钻井岩屑返出量确定过程中，分别考虑了中断期间的岩屑流量值、单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，从而能够解决岩屑称重装置在工作时数据监测中断、缺少深度标记、细小岩屑漏称、湿干岩屑转换等问题，准确计算油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，为现场钻井参数调整和工艺操作提供更精确指导。
具体实施时，获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据，根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值。
实施例中，根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值，包括：利用多项式或最小二乘法，对所述历史岩屑流量参数进行数据拟合处理；根据拟合处理的结果，确定中断期间的岩屑流量值。从而，可以消除因启动刮扫/倾倒单元清除已有岩屑而导致岩屑接收中断问题带来的误差。
具体实施时，根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数。
实施例中，根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数，包括：计算岩屑湿样样品的烘干后称重数据与烘干前称重数据的比值，将所述比值作为单位岩屑重量校正系数。
本实施例中，根据现场钻遇地层岩性、钻井液情况和钻头类型等情况，当钻井液性能、地层发生变化时，捞取岩屑湿样样品进行室内称重得到的烘干前称重数据W1，岩屑清洗干净烘干后称重得到的烘干后称重数据W2，进而，按如下公式确定单位岩屑重量校正系数：
具体实施时，根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据。
实施例中，根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，包括：获得钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据；根据所述钻井液粘土矿物含量数据，钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据。
本实施例中，利用亚甲蓝试验测量钻井液中含有的粘土矿物含量，结合钻进每米循环时间、钻井液排量、钻井液密度、钻井液膨润土含量按如下公式进行计算，得到未能随振动筛返出的细碎岩屑质量：
M细碎岩屑＝LGS×Q×t×ρm-Q×t×MBT (2)
其中，M细碎岩屑为未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，kg/m；LGS为钻井液粘土矿物含量数据，％；Q为钻井液排量数据，m3/min；ρm为钻井液密度数据，kg/m3；MBT为钻井液膨润土含量数据，kg/m3；t为钻进每米循环时间数据，min。
具体实施时，根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。
实施例中，利用邻井所测相应层位的地层体积密度将测量的每米岩屑重量转换为每米岩屑体积，每米未被振动筛清除的细碎岩屑质量转换为每米未被振动筛清除的细碎岩屑体积，按如下公式计算油气钻井岩屑返出量：
其中，v实际为油气钻井岩屑返出量(每米返出干岩屑体积)，m3；φi为中断期间的岩屑流量值，m3；h0和h为计算起始井深和计算结束井深，m；η为测量的每米岩屑重量，kg；ρc和ρb分别为岩屑密度、膨润土密度，kg/m3；μ为单位岩屑重量校正系数。
实施例中，如图2所示，油气钻井岩屑返出量确定方法还包括：步骤106、获得工程录井实时参数；根据所述工程录井实时参数，确定迟到井深数据；确定油气钻井岩屑返出量之后，将所述岩屑返出量与迟到井深数据进行整合。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种油气钻井岩屑返出量确定装置，如下面的实施例所述。由于这些解决问题的原理与油气钻井岩屑返出量确定方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图3为本发明实施例中油气钻井岩屑返出量确定装置的结构图，如图3所示，该装置包括：
数据获得模块301，用于获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
流量值确定模块302，用于根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
系数确定模块303，用于根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
质量确定模块304，用于根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
返出量确定模块305，用于根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定岩屑返出量。
一个实施例中，所述流量值确定模块302进一步用于：
利用多项式或最小二乘法，对所述历史岩屑流量参数进行数据拟合处理；
根据拟合处理的结果，确定中断期间的岩屑流量值。
一个实施例中，所述系数确定模块303进一步用于：
计算岩屑湿样样品的烘干后称重数据与烘干前称重数据的比值，将所述比值作为单位岩屑重量校正系数。
一个实施例中，所述质量确定模块304进一步用于：
获得钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据；
根据所述钻井液粘土矿物含量数据，钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据。
一个实施例中，如图4所示，所述数据获得模块301还用于：获得工程录井实时参数；
所述岩屑返出量确定装置还包括：
井深确定模块306，用于根据所述工程录井实时参数，确定迟到井深数据；
整合模块307，用于确定油气钻井岩屑返出量之后，将所述岩屑返出量与迟到井深数据进行整合。
综上所述，本发明实施例通过获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。本发明实施例在油气钻井岩屑返出量确定过程中，分别考虑了中断期间的岩屑流量值、单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，从而能够解决岩屑称重装置在工作时数据监测中断、缺少深度标记、细小岩屑漏称、湿干岩屑转换等问题，准确计算油气钻井岩屑返出量，提高数据准确度，保证井眼清洁效率，为现场钻井参数调整和工艺操作提供更精确指导。
基于前述发明构思，如图5所示，本发明还提出了一种计算机设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序530，所述处理器520执行所述计算机程序530时实现前述油气钻井岩屑返出量确定方法。
基于前述发明构思，本发明提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述油气钻井岩屑返出量确定方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种油气钻井岩屑返出量确定方法，其特征在于，包括：
获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定油气钻井岩屑返出量。
2.如权利要求1所述的油气钻井岩屑返出量确定方法，其特征在于，根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值，包括：
利用多项式或最小二乘法，对所述历史岩屑流量参数进行数据拟合处理；
根据拟合处理的结果，确定中断期间的岩屑流量值。
3.如权利要求1所述的油气钻井岩屑返出量确定方法，其特征在于，根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数，包括：
计算岩屑湿样样品的烘干后称重数据与烘干前称重数据的比值，将所述比值作为单位岩屑重量校正系数。
4.如权利要求1所述的油气钻井岩屑返出量确定方法，其特征在于，根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，包括：
获得钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据；
根据所述钻井液粘土矿物含量数据，钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据。
5.如权利要求1所述的油气钻井岩屑返出量确定方法，其特征在于，还包括：
获得工程录井实时参数；
根据所述工程录井实时参数，确定迟到井深数据；
确定油气钻井岩屑返出量之后，将所述岩屑返出量与迟到井深数据进行整合。
6.一种油气钻井岩屑返出量确定装置，其特征在于，包括：
数据获得模块，用于获得历史岩屑流量参数，岩屑湿样样品的烘干前称重数据，烘干后称重数据和钻井液粘土矿物含量数据；
流量值确定模块，用于根据所述历史岩屑流量参数，确定中断期间的岩屑流量值；
系数确定模块，用于根据所述岩屑湿样样品的烘干前称重数据和烘干后称重数据，确定单位岩屑重量校正系数；
质量确定模块，用于根据所述钻井液粘土矿物含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据；
返出量确定模块，用于根据所述中断期间的岩屑流量值，单位岩屑重量校正系数和未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据，确定岩屑返出量。
7.如权利要求6所述的油气钻井岩屑返出量确定装置，其特征在于，所述流量值确定模块进一步用于：
利用多项式或最小二乘法，对所述历史岩屑流量参数进行数据拟合处理；
根据拟合处理的结果，确定中断期间的岩屑流量值。
8.如权利要求6所述的油气钻井岩屑返出量确定装置，其特征在于，所述系数确定模块进一步用于：
计算岩屑湿样样品的烘干后称重数据与烘干前称重数据的比值，将所述比值作为单位岩屑重量校正系数。
9.如权利要求6所述的油气钻井岩屑返出量确定装置，其特征在于，所述质量确定模块进一步用于：
获得钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据；
根据所述钻井液粘土矿物含量数据，钻进每米循环时间数据，钻井液排量数据，钻井液密度数据和钻井液膨润土含量数据，确定未能随振动筛返出的细碎岩屑质量数据。
10.如权利要求6所述的油气钻井岩屑返出量确定装置，其特征在于，所述数据获得模块还用于：获得工程录井实时参数；
所述岩屑返出量确定装置还包括：
井深确定模块，用于根据所述工程录井实时参数，确定迟到井深数据；
整合模块，用于确定油气钻井岩屑返出量之后，将所述岩屑返出量与迟到井深数据进行整合。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至5任一所述方法的计算机程序。
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| CN202011077184.3A CN114320194A (zh) | 2020-10-10 | 2020-10-10 | 油气钻井岩屑返出量确定方法及装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065988A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-05-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井眼监测方法、装置、设备及介质 |
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2020
- 2020-10-10 CN CN202011077184.3A patent/CN114320194A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116065988A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-05-05 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井眼监测方法、装置、设备及介质 |
| CN116065988B (zh) * | 2022-10-27 | 2024-02-02 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井眼监测方法、装置、设备及介质 |
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