基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法及系统，其基于钻具结构参数对钻具进行分段，并根据各个钻具段的压降贡献参数和流动雷诺数计算确定钻具的综合流动雷诺数，进而根据综合流动雷诺数利用对应的修正系数确定模型确定钻具的管内压降结果。其中，修正系数确定模型是根据样本压降修正系数和样本综合流动雷诺数训练构建的。该方案仅需要进行单次压降实测，结合特定的计算操作就可以获得高精确度的修正系数结果，有效降低了修正系数计算过程中的测试成本，克服了现有技术中计算因素单一，结果不精确的缺陷，同时，该方案具备通用性和稳定性，能够为油气钻井过程中的井下水力参数计算提供可靠的数据支持。支持。支持。

【技术实现步骤摘要】
基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法及系统


[0001]本专利技术涉及钻井工程流体力学
，尤其涉及一种基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国油气资源勘探开发逐步向深部地层进军，小井眼深井、超深井数量越来越多，勘探的难度逐渐增加，窄密度窗口问题广泛存在，精确的钻井水力参数计算结果是保证勘探开发工程安全高效钻进不可或缺的因素，因此钻井水力参数计算与优化尤其重要。其中，钻井水力参数计算的核心之一就是井下钻具内压降的准确计算，随钻测压工具能够对钻具管内压降进行测量，得到准确的钻具内压降。但利用随钻测压工具的测压技术存在如下问题：一是随钻测压工具采用泥浆脉冲传输数据，传输效率低，数据点间隔时间长，无法满足井底压力实时计算的需求；二是随钻测压工具成本比较高，不便于大规模推广应用。基于此，技术人员研究了通过计算获取井下钻具压力的方法，现有技术中多先采用测压工具实测管内压降校正水力参数计算模型，进而采用校正后的水力参数计算模型进行井下水力参数计算。
[0003]通过实测管内压降校正水力计算模型的关键是管内压降修正系数的计算，现有技术中常用的修正系数计算方法是，首先计算压降实测值与压降计算值两者之间的差值，随后将差值直接与压降计算值相加，以此来修正管流压降。这种技术方案采用单一的加减操作，考虑的影响因素太过单调，计算结果精确度无法保证，且仅适用于某一特定排量下的简单修正，不能广泛应用于勘探开发的钻进过程的各个环节中，不具备通用性。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法，在一个实施例中，所述方法包括：
[0005]步骤S1、根据获取的结构参数对钻具进行分段处理，获得多个钻具段；
[0006]步骤S2、确定钻具内各个钻具段的压降贡献参数，并根据所述各个钻具段的压降贡献参数和各个钻具段的流动雷诺数计算钻具在需求循环排量条件的综合流动雷诺数；
[0007]步骤S3、将所述综合流动雷诺数输入预先构建的修正系数确定模型中，确定钻具的压降修正系数，其中，所述修正系数确定模型是根据样本钻具的实测样本压降修正系数和样本钻具的样本综合流动雷诺数构建的。
[0008]在一实施例中，在所述步骤S1中，进一步包括：
[0009]获取钻具的结构参数，其中，所述结构参数包括钻具组合顺序、钻铤钢级及型号、钻杆钢级及型号、钻杆接头型号、转换接头型号和钻具本体及接头的内径参数；
[0010]根据获取的结构参数对钻具进行分段，将内径相同的连续本体和接头划分到同一个钻具段中，共划分为n个不同的钻具段。
[0011]在一实施例中，在所述步骤S2中，确定钻具内各个钻具段的压降贡献参数的过程，
各个钻具段包括：
[0012]步骤S21-1、获取钻具内各个钻具段需求循环排量条件的管内压降数据，其中，所述管内压降数据包括：各个钻具段内本体的管内压降数据和接头的管内压降数据；
[0013]步骤S21-2、利用所述管内压降数据分别计算各个钻具段的本体管内压降和接头管内压降在需求循环排量条件下的压降贡献参数。4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，计算钻具在需求循环排量条件的综合流动雷诺数的过程，包括：
[0014]步骤S22-1、获取各个钻具段本体的管内流动雷诺数和接头的管内流动雷诺数；
[0015]步骤S22-2、根据各个钻具段本体管内压降和接头管内压降在需求循环排量条件下的压降贡献参数，并结合各个钻具段本体的管内流动雷诺数和接头的管内流动雷诺数计算钻具需求循环排量条件的综合流动雷诺数。
[0016]进一步地，在所述步骤S21-2中，按下式计算在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的本体管内压降对整个钻具管内压降的贡献参数k
dp,j,i
：
[0017]k
dp,j,i
＝P
j,i,dp
/P
c,j
[0018]按下式计算在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的接头管内压降对整个钻具管内压降的贡献参数k
tj,j,i
：
[0019]k
tj,j,i
＝P
j,i,tj
/P
c,j
[0020]式中，P
j,i,dp
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的本体管内压降，P
j,i,tj
为在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的接头管内压降，P
c,j
为整个钻具在第j种循环排量条件下的管内压降计算值。
[0021]在所述步骤S22-2中，按下式计算钻具在第j种循环排量条件下的综合流动雷诺数Re
g,j
：
[0022][0023]式中，n为钻具分段的总数量，i∈[1,n]，k
dp,j,i
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的本体管内压降对当前钻具管内压降的贡献参数，k
tj,j,i
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的接头管内压降对当前钻具管内压降的贡献参数，Re
j,i,dp
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的本体管内流动雷诺数，Re
j,i,tj
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的接头管内流动雷诺数，其中，各个钻具段的管内流动雷诺数是利用水力参数计算系统根据各钻具段的钻具结构参数及钻井液流变性能参数计算得到的。
[0024]在一实施例中，所述步骤S3中，构建所述修正系数确定模型的过程包括：
[0025]步骤a、根据获取的结构参数对样本钻具进行分段处理，获得多个样本钻具段；
[0026]步骤b、根据所述管内压降测量值和管内压降计算值计算样本钻具不同循环排量条件的样本压降修正系数；
[0027]步骤c、根据各个样本钻具段的压降贡献参数结合各个样本钻具段的流动雷诺数计算样本钻具在需求循环排量条件的样本综合流动雷诺数；
[0028]步骤d、根据计算的所述样本压降修正系数和样本综合流动雷诺数进行拟合确定如下目标修正系数确定模型：
[0029]f＝a ln(Re
g
)+b
[0030]式中，f为钻具的压降修正系数，a和b为模型系数，Re
g
为钻具的综合流动雷诺数。
[0031]进一步地，在所述步骤b中，计算样本钻具不同循环排量条件的样本压降修正系数的过程，包括：
[0032]步骤b-1、测量获取样本钻具不同循环排量条件的管内压降测量值；
[0033]步骤b-2、根据各个样本钻具段的管内压降数据计算不同循环排量条件下样本钻具的管内压降计算值；步骤b-3、按照下式利用所述管内压降计算值和管内压降测量值计算样本钻具不同循环排量条件的样本压降修正系数f
j
：
[0034]f
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单次实测数据计算钻具内压降修正系数的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、根据获取的结构参数对钻具进行分段处理，获得多个钻具段；步骤S2、确定钻具内各个钻具段的压降贡献参数，并根据所述各个钻具段的压降贡献参数和各个钻具段的流动雷诺数计算钻具在需求循环排量条件的综合流动雷诺数；步骤S3、将所述综合流动雷诺数输入预先构建的修正系数确定模型中，确定钻具的压降修正系数，其中，所述修正系数确定模型是根据样本钻具的样本压降修正系数和样本钻具的样本综合流动雷诺数构建的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，进一步包括：获取钻具的结构参数，其中，所述结构参数包括钻具组合顺序、钻铤钢级及型号、钻杆钢级及型号、钻杆接头型号、转换接头型号和钻具本体及接头的内径参数；根据获取的结构参数对钻具进行分段，将内径相同的连续本体和接头划分到同一个钻具段中，共划分为n个不同的钻具段。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，确定钻具内各个钻具段的压降贡献参数的过程，包括：步骤S21-1、获取钻具内各个钻具段需求循环排量条件的管内压降数据，其中，所述管内压降数据包括：各个钻具段内本体的管内压降数据和接头的管内压降数据；步骤S21-2、利用所述管内压降数据分别计算各个钻具段的本体管内压降和接头管内压降在需求循环排量条件下的压降贡献参数。4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，计算钻具在需求循环排量条件的综合流动雷诺数的过程，包括：步骤S22-1、获取各个钻具段本体的管内流动雷诺数和接头的管内流动雷诺数；步骤S22-2、根据各个钻具段本体管内压降和接头管内压降在需求循环排量条件下的压降贡献参数，并结合各个钻具段本体的管内流动雷诺数和接头的管内流动雷诺数计算钻具需求循环排量条件的综合流动雷诺数。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S21-2中，按下式计算在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的本体管内压降对整个钻具管内压降的贡献参数k
dp,j,i
：k
dp,j,i
＝P
j,i,dp
/P
c,j
按下式计算在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的接头管内压降对整个钻具管内压降的贡献参数k
tj,j,i
：k
tj,j,i
＝P
j,i,tj
/P
c,j
式中，P
j,i,dp
为在第j种循环排量条件下当前钻具第i个钻具段的本体管内压降，P
j,i,tj
为在第j种循环排量条件下钻具第i个钻具段的接头管内压降，P
c,j
为整个钻具在第j种循环排量条件下的管内压降计算值。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤S22-2中，按下式计算钻具在第j种循环排量条件下的综合流动雷诺数Re
g,j
：...

【专利技术属性】
技术研发人员：周号博，王果，刘劲歌，范红康，陈小锋，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：