A pressure control cementing method based on annular suction pump is proposed. The steps are as follows: S1, testing the bottom hole pressure under different cyclic displacement conditions at zero rotational speed of annular suction pump and recording, calculating the correction coefficients of bottom hole pressure and bottom hole pressure under different displacement conditions, drawing the curve of the correction coefficients of bottom hole pressure changing with cyclic displacement; S2, testing annular suction under common cyclic cementing displacement conditions. Bottom hole pressure at different rotational speeds is calculated under the condition of cyclic displacement, and the curve of bottomhole pressure decrease with the rotational speed of annular pump is drawn under the condition of cyclic displacement; the curve of formation pore pressure, formation leakage pressure or fracture pressure with well depth is drawn, annular pressure at any time during cementing is calculated, and annular pressure with annular pressure is drawn. Well depth change curve; S4. Judging whether it is necessary to start annular suction pump in the construction process, designing pump speed; Advantages: improving the accuracy of bottom hole pressure calculation; reducing annular pressure, avoiding cementing leakage.
【技术实现步骤摘要】
一种基于环空抽吸泵的控压固井方法
本专利技术涉及石油钻采工程中的固井
,具体地说是一种基于环空抽吸泵的控压固井方法。
技术介绍
近年来,随着非常规石油天然气勘探开发规模的日益扩大,固井注水泥过程中的漏失现象十分严重,尤其是在低漏失压力或低破裂压力地层条件下,经常导致水泥浆低返或井下压力安全事故,因此控制固井过程中的环空压力剖面研究十分重要。针对这种低漏失压力或低破裂压力地层,为了避免或减轻固井漏失,一般采用低密度水泥浆体系或平衡压力固井浆柱结构设计来解决该问题。但是采用低密度水泥浆体系会造成水泥石强度不足,影响后期井筒完整性;采用平衡压力固井浆柱结构设计可以解决一部分固井漏失问题,但是对于极低漏失压力或破裂压力地层,在保证水泥环封固高度的前提条件下难以保证不发生漏失。因此,应用新设备或新工艺降低环空压力,对于避免或减轻固井漏失具有重要的实际意义。
技术实现思路
为了解决上述技术缺陷,本专利技术提供一种基于环空抽吸泵的控压固井方法,以避免或减轻固井漏失现象的发生。一种基于环空抽吸泵的控压固井方法,包括如下步骤:S1、在钻井施工的环空返出管线上设置一环空抽吸泵,当钻至井底或本开次套管下深时,先在环空抽吸泵零转速状态下测试不同循环排量条件下的井底压力并记录,再计算不同排量条件下井底压力与井底压力修正系数,并绘制井底压力修正系数随循环排量的变化曲线图;S2、然后测试常用固井循环排量条件下环空抽吸泵不同转速状态下的井底压力,计算该循环排量条件下井底压力降低值,并绘制该循环排量条件下井底压力降低值随环空抽吸泵转速的变化关系曲线图;S3、获取地层孔隙压力剖面数据、地层 ...
【技术保护点】
1.一种基于环空抽吸泵的控压固井方法,其特征在于:包括如下步骤S1、在钻井施工的环空返出管线上设置一环空抽吸泵,当钻至井底或本开次套管下深时,先在环空抽吸泵零转速状态下测试不同循环排量条件下的井底压力并记录,再计算不同排量条件下井底压力与井底压力修正系数,并绘制井底压力修正系数随循环排量的变化曲线图;S2、然后测试常用固井循环排量条件下环空抽吸泵不同转速状态下的井底压力,计算该循环排量条件下井底压力降低值,并绘制该循环排量条件下井底压力降低值随环空抽吸泵转速的变化关系曲线图;S3、获取地层孔隙压力剖面数据、地层漏失压力或破裂压力数据,并绘制地层孔隙压力、地层漏失压力或破裂压力随井深的变化曲线图,再计算固井过程中任一时刻的环空压力,绘制环空压力随井深变化的曲线图;S4、观察步骤S3绘制的三条压力曲线图,如某时刻,环空压力曲线均在地层孔隙压力、地层漏失压力或破裂压力所包围的窗口内,表明环空压力安全,无需环空抽吸泵工作,环空抽吸泵转速为0即可;若某一点深度或某一段深度环空压力曲线越过地层漏失压力或破裂压力曲线,表明该点或该段环空压力过大,此时需计算该点环空压力值与地层漏失压力或破裂压力的差值 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于环空抽吸泵的控压固井方法,其特征在于:包括如下步骤S1、在钻井施工的环空返出管线上设置一环空抽吸泵,当钻至井底或本开次套管下深时,先在环空抽吸泵零转速状态下测试不同循环排量条件下的井底压力并记录,再计算不同排量条件下井底压力与井底压力修正系数,并绘制井底压力修正系数随循环排量的变化曲线图;S2、然后测试常用固井循环排量条件下环空抽吸泵不同转速状态下的井底压力,计算该循环排量条件下井底压力降低值,并绘制该循环排量条件下井底压力降低值随环空抽吸泵转速的变化关系曲线图;S3、获取地层孔隙压力剖面数据、地层漏失压力或破裂压力数据,并绘制地层孔隙压力、地层漏失压力或破裂压力随井深的变化曲线图,再计算固井过程中任一时刻的环空压力,绘制环空压力随井深变化的曲线图;S4、观察步骤S3绘制的三条压力曲线图,如某时刻,环空压力曲线均在地层孔隙压力、地层漏失压力或破裂压力所包围的窗口内,表明环空压力安全,无需环空抽吸泵工作,环空抽吸泵转速为0即可;若某一点深度或某一段深度环空压力曲线越过地层漏失压力或破裂压力曲线,表明该点或该段环空压力过大,此时需计算该点环空压力值与地层漏失压力或破裂压力的差值△P、或该段环空压力值与地层漏失压力或破裂压力的最大值△P,结合步骤S2中曲线获得环空抽吸泵转速,并启动环空抽吸泵来降低环空压力。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于:S1中,不同循环排量为Q1、Q2、Q3、....….Qn,不同循环排量条件下的测试井底压力为Pz1、Pz2、Pz3、....….Pzn,不同排量条件下的计算井底压力为Pc1、Pc2、Pc3、...….Pcn,井底压力修正系数为λ1(Pz1/Pc1)、λ2(Pz2/Pc2)、λ3(Pz3/Pc3)、....….λn(Pzn/Pcn),其中,n为注水泥作业计划中不同排量的个数。3.根据权利要求1所述方法,其特征在于:S4中,环空抽吸泵转速的确定方法如下:先找到该时间的固井循环排量,然后根据循环排量在步骤S2获得的曲线上查寻得到1.2倍△P所对应的环空抽吸泵(2)转速,若1.2倍△P值不在步骤S2获得的曲线测试点上,则根据拉格朗日插值法进行插值确定。4.根据权利要求1所述方法,其特征在于:方法还包括,绘制环空抽吸泵(2)转速随注水泥时间变化曲线,获得固井过程中任一时刻下的环空抽吸泵(2)转速值,用以在注水泥过程中调整环空抽吸泵(2)转速值,实现整个注水泥阶段环空压力均不超过地层漏失压力或破裂压力范围,即不发生漏失现象。5.根据权利要求1所述方法,其特征在于:S1、S2步骤过程通过井底压力测试系统完成,且井底压力测试系统包括钻头(3)、用于测量井底压力的压力测试仪(4)、井筒(5)、钻柱(6)、用于监测环空返出流体流量的流量传感器(7)、用于计算环空压力并修正压力数据的第一工业控制计算机(8)、第一手动平板阀(9)、第二手动平板阀(10)、环空抽吸泵(2)、注入管线(11)、环空返出管线(1)、注浆泵(12)、泥浆罐(13),钻柱(6)一端伸入井筒(5)内、另一端与注入管线(11)的一端连通,注入管线(11)另一端与泥浆罐(13)连通,且通...
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