钻井液地层漏失量监测方法技术

本发明专利技术公开了一种钻井液地层漏失量监测方法，特别是一种应用于石油与天然气的勘探钻井或者开采钻井领域的钻井液地层漏失量监测方法。本发明专利技术提供一种可以对地层漏失进行及时检测和准确定量检测，有效降低钻井风险、的钻井液地层漏失量监测方法。包括以下几个步骤：A、选择多相流体计算模型；B、根据前述步骤选择的多相流体模型计算井口立压；C、将计算井口立压值与实际测得的井口立压值比较；D、调整大地层漏失量；E、根据调整后的地层漏矢量重新计算井口立压值；F、重复步骤D至E直至计算值与实测值相等。通过地面立压的变化，结合井筒多相流的实现对地层漏失量的计算和定量评价，使得钻井漏失在早期被发现，有效降低钻井风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻井液地层漏失量监测方法，特别是一种应用于石油与天然气的勘探钻井或者开采钻井领域的钻井液地层漏失量监测方法。
技术介绍
在石油与天然气的勘探钻井或者开采钻井过程中，当井底压力大于地层压力时，钻井液在压差作用下会进入地层，产生井漏；当井底压力小于地层压力时，地层中的流体就会进入井筒，产生溢流。井漏的直观表现是地面钻井液罐液面的下降，或井口无钻井液返出，或井口钻井液返出量小于注入量。漏失是钻井过程中的一种常见现象，特别是在不清楚地层压力的情况下，很容易产生钻井液漏失，而按漏失量分类可分为渗透性漏失、轻微漏失以及严重漏失。漏失可能造成钻井液和堵漏材料大量消耗，也有可能引发井塌、卡钻、埋钻及井涌等事故，如果处理不当甚至可能导致井眼的报废，造成重大经济损失，在高效安全的钻井过程中要注意避免，一旦发生后要注意采取针对措施进行解决。目前，国内外都对钻井液早期漏失监测有一定研究，能在一定程度上实现复杂井条件下针对不同工况的早期漏失的监测。常规漏失的监测方法主要分为地面和井下两种：地面监测方法主要基于泥浆膨胀原理，具有简单实用的优点，但时间上存在滞后性，对于水平井、深井超深井滞后时间更长。井下监测方法主要采取随钻环空压力监测，较地面监测及时准确，但综合要求较高。目前的检测手段主要是定性评价，缺乏定量分析，地层漏失发生后采取何种措施主要依赖于操作人员经验判断，缺乏数据支撑，不能够及时有效地采取针对措施，因此现有技术中还没有一种可以对地层漏失进行及时检测和准确定量检测，以便工程人员根据地层漏失情况快速有效采取针对措施，有效降低钻井风险、减少损失的钻井液地层漏失量监测方法。
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以对地层漏失进行及时检测和准确定量检测，以便工程人员根据地层漏失情况快速有效采取针对措施，有效降低钻井风险、减少损失的钻井液地层漏失量监测方法。为解决上述技术问题本专利技术采用的钻井液地层漏失量监测方法，包括以下几个步骤：A、根据钻井工况选择多相流体计算模型，如果钻井工况为过平衡钻井则选用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果钻井工况为欠平衡模钻井则选用全过程欠平衡钻井井筒流动模型或者欠平衡钻井过程地层溢流量或流失量反演计算模型；B、根据前述步骤选择的多相流体模型计算井口立压，其中地层漏失量初始值设为0；C、将上一步骤计算出的井口立压值与实际测得的井口立压值进行比较，如果计算出的井口立压等于实际测得的井口立压值，则得出漏失量为0，如果计算出的井口立压不等于实际测得的井口立压值则进行D步骤；D、如果计算出的井口立压大于实际测得的井口立压值，则加大地层漏失量，如果计算出的井口立压小于实际测得的井口立压值，则减小地层漏失量；E、将前一步骤调整后的地层漏矢量带入多相流体模型中重新计算井口立压值；F、重复步骤E至F直至计算井口立压值与实际测得井口立压值相等，取此时所对应的地层漏矢量为计算输出的地层漏矢量值。进一步的是，每隔1分钟进行一次漏失量计算，当时调整为每隔5秒进行一次漏失量计算，当时调整为每隔1秒进行一次漏失量计算，其中P为立压变化前的立压值，P′为立压变化后的立压值。本专利技术的有益效果是：本申请通过立压早期反演钻井地层漏失量的方法来实现钻井液地层漏失量监测。该方法通过地面立压的变化，结合井筒多相流的计算实现对地层漏失量的计算和定量评价，使得钻井漏失能够在早期被发现，从而尽快采取针对性措施进行后期处理，有效降低钻井风险、减少损失。附图说明图1是本专利技术中的井筒流动系统示意图；图2是本专利技术中的通过立压早期反演钻井地层漏失量的方法示意图；图3是本专利技术中的立压变化趋势示例图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图2所示，本专利技术的钻井液地层漏失量监测方法，包括以下几个步骤：A、根据钻井工况选择多相流体计算模型，如果钻井工况为过平衡钻井则选用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果钻井工况为欠平衡模钻井则选用全过程欠平衡钻井井筒流动模型或者欠平衡钻井过程地层溢流量或流失量反演计算模型；B、根据前述步骤选择的多相流体模型计算井口立压，其中地层漏失量初始值设为0；C、将上一步骤计算出的井口立压值与实际测得的井口立压值进行比较，如果计算出的井口立压等于实际测得的井口立压值，则得出漏失量为0，如果计算出的井口立压不等于实际测得的井口立压值则进行D步骤；D、如果计算出的井口立压大于实际测得的井口立压值，则加大地层漏失量，如果计算出的井口立压小于实际测得的井口立压值，则减小地层漏失量；E、将前一步骤调整后的地层漏矢量带入多相流体模型中重新计算井口立压值；F、重复步骤D至E直至计算井口立压值与实际测得井口立压值相等，取此时所对应的地层漏矢量为计算输出的地层漏矢量值。在进行钻进作业时，必须先进行工况选择(如欠平衡钻井还是过平衡钻井)，不同的工况对应不同的多相流体计算模型，确定工况之后就选择对应的模型。计算的模型中需要较多参数，一部分直接使用已知参数(如钻井液的密度，井深)，另一部分需要通过边界条件和初始条件加以计算得出，而最关键的两个参数是实测立压和计算立压，前者可以通过立压表读取，后者则需要通过多相流计算模型求解。首先假设地层漏失量为0，通过计算模型可以计算得到井口立压，如果计算立压与实际立压相一致，则不存在漏失，否则就要调整漏失量，如果计算立压偏大，则存在漏失，逐步增大漏失量，进行迭代计算，直到计算立压与实际立压一致为止。如果计算立压偏小，则有可能存在溢流现象，也可以通过多相流模型计算得到溢流量。A步骤中的SPE20630模型为AnsariAM于1990年提出的模型，采用该模型时需要输入井深结构，施工参数两项数据。SPE35676模型为Chokshi于1996年提出的模型，采用该模型时需要输入工作液参数和经验系数两项数据。全过程欠平衡钻井井筒流动模型为魏纳与2011年提出的模型，采用该模型需要输入井深结构、工作液参数和施工参数三项数据。欠平衡钻井过程地层溢流量或流失量反演计算模型为李杰与2010年提出的模型，采用该模型需要输入井深结构、工作液参数和施工参数三项数据。当钻井液漏失时，井筒中的钻井液的物理性质会发生相应变化，如钻井的密度、流量等，从而影响到钻柱以及环空内的压力平衡状态，使地面上的立管压力、套管压力也发生相应变化。立压指的是作业过程中立管上的压力值，反映的是钻井液在钻柱、钻头水眼及环空中的压力损失，在数值上近似于等于整本文档来自技高网...

【技术保护点】
钻井液地层漏失量监测方法，其特征在于：包括以下几个步骤：A、根据钻井工况选择多相流体计算模型，如果钻井工况为过平衡钻井则选用SPE20630模型或者SPE35676模型，如果钻井工况为欠平衡模钻井则选用全过程欠平衡钻井井筒流动模型或者欠平衡钻井过程地层溢流量或流失量反演计算模型；B、根据前述步骤选择的多相流体模型计算井口立压，其中地层漏失量初始值设为0；C、将上一步骤计算出的井口立压值与实际测得的井口立压值进行比较，如果计算出的井口立压等于实际测得的井口立压值，则得出漏失量为0，如果计算出的井口立压不等于实际测得的井口立压值则进行D步骤；D、如果计算出的井口立压大于实际测得的井口立压值，则加大地层漏失量，如果计算出的井口立压小于实际测得的井口立压值，则减小地层漏失量；E、将前一步骤调整后的地层漏矢量带入多相流体模型中重新计算井口立压值；F、重复步骤D至E直至计算井口立压值与实际测得井口立压值相等，取此时所对应的地层漏矢量为计算输出的地层漏矢量值。

【技术特征摘要】
1.钻井液地层漏失量监测方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、根据钻井工况选择多相流体计算模型，如果钻井工况为过平衡钻井则选用SPE20630
模型或者SPE35676模型，如果钻井工况为欠平衡模钻井则选用全过程欠平衡钻井井筒流动模
型或者欠平衡钻井过程地层溢流量或流失量反演计算模型；
B、根据前述步骤选择的多相流体模型计算井口立压，其中地层漏失量初始值设为0；
C、将上一步骤计算出的井口立压值与实际测得的井口立压值进行比较，如果计算出的井
口立压等于实际测得的井口立压值，则得出漏失量为0，如果计算出的井口立压不等于实际
测得的井口立压值则进行D步骤；
D、如果计算出...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏纳，孟英峰，李皋，刘安琪，方强，万里平，陈光凌，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51