【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及安全钻井，具体地说，涉及一种精确计算溢流流体密度的方法。
技术介绍
1、随着油气勘探开发技术的进展，深井超深井和特深井的开采成为了各大油田的关键问题，深井溢流、井漏频繁发生，井控风险大，影响了安全钻井，严重制约了油气勘探开发工作的进程，为了及时合理的帮助现场处理溢流，精确的计算溢流流体就成为了关键问题。
2、准确判断溢流流体特性，计算溢流流体密度可以为后续的研究提供依据，是后续研究的基础。目前溢流流体密度主要是基于u型管模型推导出的计算模型，通过关井立套压、环空容积、溢流量等参数计算，但是并未考虑温度压力和两相流模型的影响，所以计算存在一定误差，需要进行修正。
3、针对现有技术的问题，本专利技术提供了一种精确计算溢流流体密度的方法。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种精确计算溢流流体密度的方法，所述方法包含以下步骤：
2、获取钻井过程的基本参数，对溢流流体的流体特性进行分析，得到溢流流体的初步分析结果；
3、基于所述初步分析结果，结合两相流漂移模型，计算得到溢流流体在环空中分布情况；
4、考虑温度和压力的影响，对所述初步分析结果进行修正，得到修正后溢流流体的流体特性。
5、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤获取钻井过程的基本参数：
6、根据现场钻井数据获取井身结构、测斜数据、钻具结构以及钻井液性能，其中，所述钻井液性能包含但不限于钻井液密度以及钻井液流
7、获取预设时间区间的立压数据、套压数据、悬重数据、出口流量数据、总池体积数据，其中，所述预设时间区间为溢流关井前预设时刻至关井后立压、套压达到平稳状态。
8、根据本专利技术的一个实施例，对所述基本参数进行预处理，其中：
9、绘制所述立压数据、所述套压数据、所述出口流量数据、所述总池体积数据随时间变化的曲线，并对所述曲线进行平滑处理后求导，根据导数突变点，结合所述曲线，分别获取溢流前立压、套压、出口流量、总池体积发生变化的时刻，选取最早的时刻作为溢流发生时刻；
10、基于所述总池体积数据，计算所述溢流发生时刻至关井时刻之间的侵入流体溢流速率；
11、根据入口流量数据数组以及所述侵入流体溢流速率，计算得到各个时刻环空中混合流体体积；
12、根据所述井身结构、所述钻具结构获取由底向上环空井眼尺寸结构数组，计算得到环空容积。
13、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤对溢流流体的流体特性进行分析，得到溢流流体的初步分析结果：
14、通过所述基本参数计算得到溢流体积；
15、基于所述钻井液密度、井深、所述立压数据、所述套压数据、所述环空容积、所述溢流体积，计算溢流流体的密度；
16、根据溢流流体的密度，判定溢流流体的种类，其中，所述种类包含但不限于气体、油气混合物、油/油水混合物、水/盐水。
17、根据本专利技术的一个实施例，通过以下公式计算溢流流体的密度：
18、
19、其中，ρi为溢流流体密度，g/cm3；ρmud为钻井液密度，g/cm3；h为井深，m；pl为关井立压，mpa；pt为关井套压，mpa；v溢为溢流体积，m3；v容为环空容积，m3。
20、根据本专利技术的一个实施例，若所述初步分析结果表征发生气侵，则基于所述两相流漂移模型，计算侵入气体在环空中实际的分布情况，得到环空含气率分布剖面。
21、根据本专利技术的一个实施例，通过以下步骤得到修正后溢流流体的流体特性：
22、针对实际情况选择合适的井下钻井液密度计算模型，计算得到井下钻井液密度；
23、将钻柱和环空分为多个计算单元，考虑温度和压力的影响，确定关井后通过环空计算井底压力的第一计算模型以及关井后通过钻柱计算井底压力的第二计算模型；
24、基于所述第一计算模型以及所述第二计算模型，得到侵入流体密度计算模型；
25、根据侵入流体的密度，对所述初步分析结果进行修正，得到修正后溢流流体的流体特性。
26、根据本专利技术的一个实施例，所述侵入流体密度计算模型包含：
27、
28、其中，ρin为侵入流体的密度，g/cm3；ρtmi为第i段中环空钻井液密度，g/cm3；ρlmi为第i段中钻柱钻井液密度，g/cm3；fmi为第i段中环空钻井液体积分数；fini为第i段中环空侵入流体体积分数；k为单相区域和两相区域界面处的单元编号；h为单元长度；pt为关井套压，mpa；pl为关井立压，mpa。
29、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。
30、根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种精确计算溢流流体密度的装置，执行如上任一项所述的方法，所述装置包含：
31、初步分析模块，其用于获取钻井过程的基本参数，对溢流流体的流体特性进行分析，得到溢流流体的初步分析结果；
32、环空分布模块，其基于所述初步分析结果，结合两相流漂移模型，计算得到溢流流体在环空中分布情况；
33、修正模块，其用于考虑温度和压力的影响，对所述初步分析结果进行修正，得到修正后溢流流体的流体特性。
34、本专利技术提供了一种精确计算溢流流体密度的方法，能够满足多种不同情况溢流流体密度的计算，为钻井溢流过程中溢流强度的计算提供基础数据。本专利技术基于关井参数，通过现场数据综合分析计算溢流流体密度。由于考虑了多种不同因素的影响，容易实现，且准确率较高，可以准确判断计算溢流流体密度，为钻井溢流过程的强度计算提供了基础数据，满足工程需求。
35、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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1.一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下步骤获取钻井过程的基本参数：
3.如权利要求2所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，对所述基本参数进行预处理，其中：
4.如权利要求3所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下步骤对溢流流体的流体特性进行分析，得到溢流流体的初步分析结果：
5.如权利要求4所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下公式计算溢流流体的密度：
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，若所述初步分析结果表征发生气侵，则基于所述两相流漂移模型，计算侵入气体在环空中实际的分布情况，得到环空含气率分布剖面。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下步骤得到修正后溢流流体的流体特性：
8.如权利要求7所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，所述侵入流
9.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-8中任一项所述的方法步骤的一系列指令。
10.一种精确计算溢流流体密度的装置，其特征在于，执行如权利要求1-8中任一项所述的方法，所述装置包含：
...【技术特征摘要】
1.一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下步骤获取钻井过程的基本参数：
3.如权利要求2所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，对所述基本参数进行预处理，其中：
4.如权利要求3所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下步骤对溢流流体的流体特性进行分析，得到溢流流体的初步分析结果：
5.如权利要求4所述的一种精确计算溢流流体密度的方法，其特征在于，通过以下公式计算溢流流体的密度：
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种精确计算溢...
【专利技术属性】
技术研发人员：王建云，梁玉明，杨中强，沈杰，邢永杰，孙荣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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