用于钻天然气井的控压方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本公开提供了一种用于钻天然气井的控压方法、装置、设备及存储介质，属于石油钻井工程领域。所述控压方法包括：获得钻井液在钻天然气井时的出口流量和入口流量；根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件；在所述井下条件为欠平衡状态时，控制井底压力在钻井过程中保持稳定状态。本公开通过该方法可以提高对储层地质认识水平和整个钻井过程的安全性。储层地质认识水平和整个钻井过程的安全性。储层地质认识水平和整个钻井过程的安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于钻天然气井的控压方法、装置、设备及存储介质


[0001]本公开属于石油钻井工程领域，特别涉及一种用于钻天然气井的控压方法、装置、设备及存储设备。

技术介绍

[0002]钻井过程中钻遇天然气层时，如果井筒压力(也就是井底压力)控制不当容易使得地层气体进入井眼。而当大量地层气体进入井眼后，就有可能产生井涌、井喷，甚至着火等以致酿成重大事故。因此，在钻井过程中，一般都需要采取有效措施使得井筒压力保持在一个稳定状态。
[0003]相关技术中，由于井筒压力受井口回压、环空压耗和钻井液静液柱的压力影响，所以在钻井期间，常通过调整以上因素中的中的一个来改变井筒压力，使得井筒压力保持在一个稳定状态。
[0004]然而，当遇到窄窗口等复杂地层时，由于井底溢流量的改变，极易引起劲内发生漏失或者溢流等井下事故，此时以上方法中仅仅考虑井筒压力就会导致钻井过程出现意外。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种用于钻天然气井的控压方法、装置、设备及存储设备，可以提高对储层地质认识水平和整个钻井过程的安全性。所述技术方案如下：
[0006]本公开实施例提供了一种用于钻天然气井的控压方法，所述控压方法包括：获得钻井液在钻天然气井时的出口流量和入口流量；根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件；在所述井下条件为欠平衡状态时，控制井底压力在钻井过程中保持稳定状态。
[0007]在本公开的又一种实现方式中，所述根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件，包括：
[0008]当所述出口流量大于所述入口流量，且所述出口流量与所述入口流量的差值的绝对值处于第一预定范围内，确定所述井下条件为所述欠平衡状态。
[0009]在本公开的又一种实现方式中，所述获得所述出口流量和所述入口流量，包括：
[0010]通过质量流量计分别监测钻井液的瞬时入口流量和瞬时出口流量；通过以下公式确定所述出口流量；
[0011][0012]其中Q
in
为进口流量；q
in
为钻井液的瞬时入口流量；t为时间；
[0013]通过以下公式确定所述出口流量；
[0014][0015]其中Q
out
为出口流量；q
in
为钻井液的瞬时出口流量；t为时间。
[0016]在本公开的又一种实现方式中，所述第一预定范围可以根据以下公式进行确定：
[0017]ΔQ＝Q
漏
+Q
弹
‑
Q
溢
；
[0018]其中，ΔQ的最大值和最小值为所述第一预定范围的边界值；Q
溢
为溢出流量；Q
漏
为漏失流量；Q
弹
为井筒弹性效应引起的溢出流量。
[0019]在本公开的又一种实现方式中，所述控制井底压力保持稳定状态，包括：通过控制井口回压、钻井液的密度和环空压耗中的至少一种，使得所述井底压力保持稳定状态。
[0020]在本公开的又一种实现方式中，所述通过控制井口回压，使得所述井底压力保持稳定状态，包括：确定所述井底压力目标值；比对所述井底压力实际值与所述井底压力目标值，得到比对结果；根据比对结果，控制井口回压，使得实际的井底压力保持稳定状态。
[0021]在本公开的又一种实现方式中，所述根据比对结果，控制井口回压，使得实际的井底压力保持稳定状态，包括：根据以下公式计算理论井口回压：
[0022]P
t
＝P
b
‑
P
m
‑
P
a
；
[0023]其中，P
t
为理论井口回压，MPa；P
b
为井底压力目标值，MPa；P
m
为钻井液静液柱压力，MPa；P
a
为环空压耗，MP；
[0024]将所述井口回压调节到所述理论井口回压，使得所述实际井底压力保持稳定状态。
[0025]在本公开的又一种实现方式中，还提供一种用于钻天然气井的控压装置，所述控压装置基于以上所述的控压方法，所述控压装置包括：获取模块，用于获得钻井液的出口流量和入口流量；井下条件确定模块，用于根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件；控压模块，用于在所述井下条件为欠平衡状态时，控制井底压力保持稳定状态。
[0026]在本公开的又一种实现方式中，还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和被配置为存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器被配置为执行权利要求以上所述的用于钻天然气井的控压方法。
[0027]在本公开的又一种实现方式中，还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现以上所述的用于钻天然气井的控压方法。
[0028]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0029]通过本公开实施例提供的控压方法，由于该方法首先是在钻天然气井时，获取钻井液的出口流量和入口流量，并确定井下条件，之后根据确定的井下条件为欠平衡状态时，对井底压力进行控压，这样，便可通过控制出口流量和入口流量，使得井底条件一直处于欠平衡状态，进而使得钻井过程能够避免出现大量的溢流等，大幅度提高整个钻井过程的安全性，同时减少对储层的伤害、提高水平井段的延伸能力等。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本公开实施例提供的一种用于钻天然气井的控压方法的流程图；
[0032]图2是本公开实施例提供的另一种用于钻天然气井的控压方法的流程图；
[0033]图3是本公开实施例提供的用于钻天然气井的控压装置的结构示意图；
[0034]图4是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0036]为了便于理解本公开实施例，下面先对相关名词进行解释。
[0037]入口流量：在相同的时间间隔内，钻井系统的入口处所流过的钻井液的质量。即入口流量＝入口瞬时流量乘以时间间隔。
[0038]入口瞬时流量为单位时间内流过入口处的钻井液的质量。
[0039]出口流量：在相同的时间间隔内，钻井系统的出口处所流过的钻井液的质量。出口流量＝出口瞬时流量乘以时间间隔。
[0040]出口瞬时流量为单位时间内流过出口处的钻井液的质量。
[0041]井底压力：井底压力是指地面和井内各种压力作用在井底的总压力。
[0042]井口回压：天然气井的井口压力，是油气从井底流到井口时的剩余压力。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钻天然气井的控压方法，其特征在于，所述控压方法包括：获得钻井液在钻天然气井时的出口流量和入口流量；根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件；在所述井下条件为欠平衡状态时，控制井底压力在钻井过程中保持稳定状态。2.根据权利要求1所述的控压方法，其特征在于，所述根据所述出口流量和所述入口流量，确定井下条件，包括：当所述出口流量大于所述入口流量，且所述出口流量与所述入口流量的差值的绝对值处于第一预定范围内，确定所述井下条件为所述欠平衡状态。3.根据权利要求2所述的控压方法，其特征在于，所述获得所述出口流量和所述入口流量，包括：通过质量流量计分别监测钻井液的瞬时入口流量和瞬时出口流量；通过以下公式确定所述出口流量；其中Q
in
为进口流量；q
in
为钻井液的瞬时入口流量；t为时间；通过以下公式确定所述出口流量；其中Q
out
为出口流量；q
in
为钻井液的瞬时出口流量；t为时间。4.根据权利要求2所述的控压方法，其特征在于，所述第一预定范围可以根据以下公式进行确定：ΔQ＝Q
漏
+Q
弹
‑
Q
溢
；其中，ΔQ的最大值和最小值为所述第一预定范围的上限值和下限值；Q
溢
为溢出流量；Q
漏
为漏失流量；Q
弹
为井筒弹性效应引起的溢出流量。5.根据权利要求1所述的控压方法，其特征在于，所述控制井底压力保持稳定状态，包括：通过控制井口回压、钻井液的密度和环空压耗中的至少一种，使得所述井底...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢异，翟小强，宗杰，成亚斌，韩国猛，任光文，李健，左毅，杜艳蕾，林火养，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：