气体钻井空井压井方法技术

本发明专利技术公开了一种气体钻井空井压井方法，特别是一种应用于钻井井控领域的气体钻井空井压井方法。本发明专利技术提供一种可在气体钻井打开气层后空井的情况下进行压井，并可以有效保护油气层的气体钻井空井压井方法，包括以下几个步骤：A、根据计算出泵排量、泥浆密度、泥浆粘度、井口回压；B、使井口回压达到前一步骤计算出的井口回压。C、配制泥浆；D、将配置泥浆通过钻柱注入井内；E、控制井口回压；F、将回压调至0；G、循环进行步骤B至F。本申请，可在气体钻井打开气层后空井的情况下进行压井，可以保护油气层。弥补了现有技术中从空井筒到建立泥浆循环这个过程尚无完整的方法，大多依赖于经验，准确性及可靠性不高的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体钻井空井压井方法，特别是一种应用于钻井井控领域的气体钻井空井压井方法。
技术介绍
气体钻井具有以下优点：①钻进速度快，建井周期短；②能够大大减少生产开支，提高油气的产量；③能够避免井漏的发生；④克服水敏性页岩坍塌；⑤能够有效的保护储层等优点。因此，气体钻井技术将是解决我国非常规油气生产难题的有效途径之一。气体钻井打开储层后需要压井进行后续作业，与常规压井条件不同的是气体钻井井筒内为气体，无泥浆，如要压井需注入泥浆建立循环，进行压井作业，且在一定的施工条件下，泥浆返出井口后还没将井压住，之后也不会将井压住。从空井筒到建立泥浆循环这个过程目前尚无完整的方法，大多依赖于经验，因此现有技术中还没有一种可在气体钻井打开气层后空井的情况下进行压井，并可以有效保护油气层的气体钻井空井压井方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可在气体钻井打开气层后空井的情况下进行压井，并可以有效保护油气层的气体钻井空井压井方法。为解决上述技术问题本专利技术采用的气体钻井空井压井方法，包括以下几个步骤：A、根据零流模型计算出泵排量、泥浆密度、泥浆粘度、井口回压；B、关井，使井口回压达到A步骤计算出的井口回压；C、按照A步骤计算出的泥浆密度、泥浆粘度配制泥浆；D、开泵，将C步骤中配置好的泥浆按照A步骤计算出的泵排量通过钻柱注入井内；E、控制井口回压，保证产气量不为0之前无钻井液返出井口；>F、液体返出井口后将回压调至0；G、循环进行步骤B至F。进一步的是，在所述E步骤中采用调节井口流量阀的方法来控制井口回压。进一步的是，所述G步骤中的循环时间为30分钟。本专利技术的有益效果是：本申请基于零液流理论的气体钻井空井压井方法，可在气体钻井打开气层后空井的情况下进行压井，可以有效保护油气层。弥补了现有技术中从空井筒到建立泥浆循环这个过程尚无完整的方法，大多依赖于经验，准确性及可靠性不高的缺陷。附图说明图1是Kelessidis流型分布图；图2是2MPa的井口回压时产气量随压井时间变化图；图3是2MPa的井口回压时动液面高度随压井时间变化图；图4是5MPa的井口回压时产气量随压井时间变化图；图5是5MPa的井口回压时动液面高度随压井时间变化图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的气体钻井空井压井方法。为解决上述技术问题本专利技术采用的气体钻井空井压井方法，包括以下几个步骤：A、根据零流模型计算出泵排量、泥浆密度、泥浆粘度、井口回压；B、关井，使井口回压达到A步骤计算出的井口回压；C、按照A步骤计算出的泥浆密度、泥浆粘度配制泥浆；D、开泵，将C步骤中配置好的泥浆按照A步骤计算出的泵排量通过钻柱注入井内；E、控制井口回压，保证产气量不为0之前无钻井液返出井口；F、液体返出井口后将回压调至0；G、循环进行步骤B至F。所说的工程设计中的参数基于零液流模型计算，零液流模型为：其假设条件及简化因素，如下：(1)模型满足流体力学三大基本方程，即：连续性方程、动量方程、能量方程；(2)气液滑脱损失100％；(3)该模型与基本多相流识别准则相似，但识别转化点以及压降计算模型不同。零净液流量气液两相流流动的主要流型近似为段塞流和搅动流。低气相流速时表现为段塞流，高气相流速时表现为搅动流。零净液流量气液两相流的摩擦阻力压力降可表示为：ΔPF=LpLs+Lf(τsπDLsA+τfπLfA)]]>式中：ΔPF——摩擦阻力压力降，pa；Lp——管流长度，m；τs——液弹区壁面切应力，pa；π——圆周率；τf——液膜壁面切应力，pa。τf和Lf需对Taylor气泡区联合应用动量平衡和质量平衡方可算出。采用与Taitel&Dukler相类似的方法，可导出Taylor气泡区液膜流的动量平衡方程和质量平衡方程分别为：τfπDHf+τiSi(1Hf+11-Hf)-(ρL-ρG)gA=0]]>(1-hf)(vt-vGF)＝(1-Hs)(vt-vs)式中τi与Si分别为相界面的切应力和湿周，υGf为液膜区气相流速。气液界面的摩擦系数采用Wallis建议的关系式。液膜壁面摩擦阻力系数、液弹区壁面摩擦阻力系数与非牛顿流体的特性参数n和K有关，引入非牛顿摩擦流体阻力系数计算式如下：f=16ReMR(ReMR<2000)]]>1f=4n0.75log[ReMR(f)1-n/2]-0.4n1.2(ReM2R≥2000)]]>式中ReMR是Metzner-Reed通用雷诺数，定义为：ReMR=DHnv2-nρK8(6+2/n)n]]>式中：DH——水力直径，m；n——非牛顿流体流性指数；v——管流速度，m/s。零液流量气提流动的总压力降由重位压力降和摩擦阻力压力降组成：式中：Δpt——管流总压降，Pa；Δpf——管流摩阻压降，Pa；hl——持液率；lp——测试管长，m；ρl——液相密度，kg/m3；ρg——气相密度，kg/m3。零液流量气相表观流速度可表示为：vm=QgA=vsg]]>HL=1.5hs(1-vsgvt),(vsg<2.5m/s)]]>HL=hs(1-vsgvt),(vsg≥2.5m/s)]]>式中：vm——混合物流速，m/s；Qg——气相流量，m3/s；A——管流面积，m2；vsg——气相表观流速，m/s；hs——液弹持液率；vt——Talylor气泡平移速度，m/s。其中，液弹持液率可用Gregorg关系式表示：vt是Talylor(泰勒)气泡平移速度vt，可表示为：vt＝covm+vd式中飘移速度：vd=0.35gd(ρL-ρg)/ρL]]>段塞液塞区、气塞区长度以及长泡的持液率计算：凯莱西迪斯研究发现：当液体段塞的长度小于临界稳定段塞长度时，将会出现搅动流态，最小稳定段塞的液弹长度为14D。对于稳定段塞，随着气液量的变化，稳定液体段塞的长度无明显变化。凯莱西迪斯对于环空管提出计算公式：LsD=22.96(Cvmvrc+1)]]>式中：Ls——稳定液塞长度，m；D——环空当量直径，m；vrc——气泡在同心环空液体中的稳定上升速度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
气体钻井空井压井方法，其特征在于：包括以下几个步骤：A、根据零流模型计算出泵排量、泥浆密度、泥浆粘度、井口回压；B、关井，使井口回压达到A步骤计算出的井口回压；C、按照A步骤计算出的泥浆密度、泥浆粘度配制泥浆；D、开泵，将C步骤中配置好的泥浆按照A步骤计算出的泵排量通过钻柱注入井内；E、控制井口回压，保证产气量不为0之前无钻井液返出井口；F、液体返出井口后将回压调至0；G、循环进行步骤B至F。

【技术特征摘要】
1.气体钻井空井压井方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、根据零流模型计算出泵排量、泥浆密度、泥浆粘度、井口回压；
B、关井，使井口回压达到A步骤计算出的井口回压；
C、按照A步骤计算出的泥浆密度、泥浆粘度配制泥浆；
D、开泵，将C步骤中配置好的泥浆按照A步骤计算出的泵排量通过钻柱注入井内；
E、控制井口回压，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏纳，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51