一种钻井过程中漏层位置判断方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井过程中漏层位置判断方法，所述判断方法是利用钻井施工过程中的立管压力变化情况来计算、判断出漏层的位置。本发明专利技术利用立管压力的变化而方便、快速、准确地计算出钻井过程中井漏漏层的位置，其具有及时性强、方便容易、简单易行、准确可靠等特点，不仅有助于分析复杂的地层结构，而且能够针对井漏具体位置采取有效的抑止措施，进而能够有效、可靠地满足精细钻井的技术要求。

A Method for Judging Leakage Layer Position in Drilling Process

The invention discloses a method for judging the position of leakage layer in drilling process. The method is to calculate and judge the position of leakage layer by using the change of riser pressure during drilling construction. The invention calculates the position of lost circulation layer in drilling process conveniently, quickly and accurately by using the change of riser pressure, which has the characteristics of strong timeliness, convenience, simplicity, accuracy and reliability. It is not only helpful to analyze complex formation structure, but also can take effective measures to suppress the specific position of lost circulation, thus effectively and reliably satisfying fine drilling. Technical requirements of wells.

【技术实现步骤摘要】
一种钻井过程中漏层位置判断方法
：本专利技术涉及油气井勘探开发过程中的井漏判断技术，具体是一种钻井过程中漏层位置的判断方法。
技术介绍
：在油气井勘探开发的钻井过程中，随着正常钻进施工作业的持续，常常会遇到天然漏失通道而发生井漏，主要表现为钻井液在井口的返出量小于泵入量，或者，钻井液在井口没有返出-即失反，发生井漏的因素众多，例如，因钻下部高压层而提高钻井液密度过程中发生井漏，下钻或开泵时发生井漏，压井过程中发生井漏，关井过程中发生井漏等等。从钻井安全角度考虑，井漏发现的越早越好，准确判断井漏的漏层位置，更有利于采取有效的措施抑止井漏，保证钻井施工作业正常、可靠、经济、安全的进行。然而，纵观国内外的钻井行业，目前的井漏检测技术仅局限于井漏状况发生的判断，尚无行之有效的、可快速且准确的判断钻井过程中井漏漏层位置的技术被披露，即目前的井漏检测技术是无法快速、准确、有效的判断井漏的漏层位置的，从而无法满足精细钻井的技术要求。如何快速、准确的判定钻井过程中井漏的漏层位置，已成为钻井行业中亟待解决的技术难题。
技术实现思路
：本专利技术的技术目的在于：针对上述钻井过程中井漏的特殊性和现有井漏检测技术的不足，提供一种在钻井过程中能够快速、准确、有效的判断井漏漏层位置的方法。本专利技术实现其技术目的所采用技术方案的理论依据是，钻井过程中的井漏是由于钻井液柱压力大于地层压力、或者超过地层破裂压力梯度而引起的，一旦发生井漏，立管压力会随之发生变化，地面仪器就能够很快检测到这些压力变化的数据。在一定条件下，立管压力变化大小取决于漏失量的大小和漏层位置的深浅，通常，漏失量越大则立管压力变化越大，漏层位置越深则立管压力变化亦越大，可见，立管压力的变化实际上反映的是因井漏而降低的沿程循环压耗，漏失量越大或漏层位置越深，漏失后沿程压耗越小，立管压力变化就越大。因此，利用立管压力的变化可以方便、快速、准确地计算出钻井过程中井漏漏层的位置。本专利技术实现其技术目的所采用的技术方案是，一种钻井过程中漏层位置判断方法，所述判断方法是利用钻井施工过程中的立管压力变化情况来计算、判断出漏层的位置，其根据钻井液在井口是否有返回循环工况，而按如下两种方式进行漏层位置的对应判断：-钻井液在井口有返回工况，则漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置，D为井眼直径，di为各段钻柱外径，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，fi为漏层前环空压耗系数，Q1为进口流量，fj为漏层后环空压耗系数，Q2为出口流量；-钻井液在井口为失返工况，则漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，B为井内钻井液动液面的井深，D为井眼直径，di为各段钻柱外径，Q1为进口流量，fi为漏层前环空压耗系数。在钻井实践中，井漏失反工况常伴随泵压为零的情况，此时，由失返工况下的漏层位置计算模型可以判断出漏层的极限井深，所述失返工况下的漏层极限位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，B为井内钻井液动液面的井深，D为井眼直径，di为各段钻柱外径，Q1为进口流量，fi为漏层前环空压耗系数。所述压降Δp按如下计算模型获得：Δp＝pp1-pp2式中，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，PP1为漏层前立压，PP2为漏层后立压。本专利技术的有益技术效果是：上述判断方法利用立管压力的变化而方便、快速、准确地计算出钻井过程中井漏漏层的位置，其具有及时性强、方便容易、简单易行、准确可靠等特点，特别是在其结合现有成熟的计算机编程技术后，能够实现自动化、智能化的计算判断，效果更为优异；由此可见，上述判断方法不仅有助于分析复杂的地层结构，而且能够针对井漏具体位置采取有效的抑止措施，进而能够有效、可靠地满足精细钻井的技术要求。具体实施方式：本专利技术涉及油气井勘探开发过程中的井漏判断技术，具体是一种钻井过程中漏层位置的判断方法，下面对本专利技术的
技术实现思路
进行清楚、详细的说明。本专利技术是利用钻井施工过程中的立管压力变化情况来计算、判断出漏层的位置，具体包括下列步骤：步骤1.根据具体油气井及钻井施工方案，获取油气井的基本数据(包括但不限于井深、井眼直径、各段管柱外径等)、以及钻井施工参数(包括但不限于漏层前立压、漏层后立压、进口流量、出口流量等)；步骤2.漏层前、后立压变化值-即压降的获取；在漏层以下，漏失前、后的压力损耗没有发生任何的变化；而在漏层以上，因为发生了钻井液的漏失使得流量减小环空压耗降低；因此，立管的压降实质上就代表了井漏前、后漏层以上环空损耗的变化，按如下计算模型获得漏层前、后立压变化值-即压降：Δp＝pp1-pp2式中，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，PP1为漏层前立压(单位为MPa)，PP2为漏层后立压(单位为MPa)；步骤3.根据钻井液在井口是否有返回循环工况，而按如下两种方式进行漏层位置的对应判断；-当A×Q2≥0时，即井口有钻井液的返回，能够建立循环(亦即钻井液在井口有返回工况)，假设漏层位于第一段钻杆内，则漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置(单位为m)，D为井眼直径(单位为cm)，di为各段钻柱外径(单位为cm)，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，fi为漏层前环空压耗系数，Q1为进口流量(单位为L/s)，fj为漏层后环空压耗系数，Q2为出口流量(单位为L/s)；此外，其中i，j＝1，若X≤L1时，则L1即为实际井深；否则，需要进行函数逼近计算；从上述漏层位置计算模型可以看出，在其它条件一定的情况下，立管压力变化越大，则漏层位置越深；当立管压力变化一定时，井漏前、后出口钻井液流量越大，则漏层位置也越深；反之，漏层位置越浅，此时漏层压力可以按如下计算模型获知：式中，Pp为漏层压力(单位MPa)，λ为压力修正系数，X为漏层位置(单位为m)，fj为漏层后环空压耗系数，Q2为出口流量(单位为L/s)，D为井眼直径(单位为cm)，di为各段钻柱外径(单位为cm)；-当B×Q2＜0时，即井漏后钻井液失返(即钻井液在井口为失返工况)，钻井液的动液面不在井口，上述漏层位置计算模型显然是不能用的，在这种情况下，需要先确定井内钻井液动液面的井深(B,单位为m)；当漏失量大于泵排量，钻井液动液面将低于井口处于某一深度，随着动液面的降低，漏失流量将不断减小，当动液面下降到B位置时，井内液面将保持动平衡状态不再降低，此时漏失量保持稳定，且等于泵排量，这种情况下的漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置(单位为m)，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，B为井内钻井液动液面的井深(单位为m)，D为井眼直径(单位为cm)，di为各段钻柱外径(单位为cm)，Q1为进口流量(单位为L/s)，fi为漏层前环空压耗系数。在钻井实践中，井漏失反工况常伴随泵压为零的情况，此时，由失返工况下的漏层位置计算模型可以判断出漏层的极限井深，失返工况下的漏层极限位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置(单位为m)，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，B为井内钻井液动液面的井深(单位为m)，D为井眼直径(单位为cm)，di为各段钻柱外径(单位为cm)，Q1为进口流量(单位为L/s)，fi为漏层前环空压耗系数。以上为本专利技术在钻井过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井过程中漏层位置判断方法，其特征在于，所述判断方法是利用钻井施工过程中的立管压力变化情况来计算、判断出漏层的位置，其根据钻井液在井口是否有返回循环工况，而按如下两种方式进行漏层位置的对应判断：‑钻井液在井口有返回工况，则漏层位置按如下计算模型计算判断：

【技术特征摘要】
1.一种钻井过程中漏层位置判断方法，其特征在于，所述判断方法是利用钻井施工过程中的立管压力变化情况来计算、判断出漏层的位置，其根据钻井液在井口是否有返回循环工况，而按如下两种方式进行漏层位置的对应判断：-钻井液在井口有返回工况，则漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置，D为井眼直径，di为各段钻柱外径，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，fi为漏层前环空压耗系数，Q1为进口流量，fj为漏层后环空压耗系数，Q2为出口流量；-钻井液在井口为失返工况，则漏层位置按如下计算模型计算判断：式中，X为漏层位置，Δp为漏层前、后立压变化值-即压降，B为井内钻井液...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗朝东，杜征鸿，沈建文，王旭东，李林，王方博，黄胜强，睢圣，黄贵生，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11