【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种钻井期间高压定容体辨识及处置方法，属于钻井井控。
技术介绍
1、随着经济的发展，中国对油气资源的需求也不断增长，但由于早期主力油田大多进入开发中后期以及原油产量难有较大突破，导致近年来中国的油气对外依存度屡创新高。因此，中国的油气勘探开发逐渐向早期未引起重视的复杂地层发展，例如，缝洞性地层。在未来，缝洞性储层的油气产量将会对中国石油工业的发展起到越来越重要的作用。
2、缝洞性地层存在高压定容体，即地层中一个单独的缝洞单元，该独立的缝洞系统压力高于周围正常地层压力，且体积有限，内部渗透率极好、孔隙度高，而周围全是渗透性极差基质岩石，没有与之联通的缝洞单元。由于当前地质测量技术无法做到准确识别地层是否存在高压定容体并确定高压定容体位置，因此在钻井过程中不可避免的会钻遇高压定容体。当钻遇高压定容体时，一旦处理不当，可能会造成溢漏同存复杂情况的发生，导致严重的井喷事故。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术提供一种钻井期间高压定容体辨识及处置方法，可极大地降低钻遇碳酸盐岩缝洞性地层高压定容体的风险，避免压井时可能出现的高套压，为后续的钻井作业提供了安全保障。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种钻井期间高压定容体辨识及处置方法，包括如下步骤：
4、s101：利用溢流发生前后，关井及压井过程中立压、套压、泥浆池增量等录井参数的变化规律及特征，判断高压定容体是否存在；
5、s102：溢流关井后，
6、s103：利用常规压回法或工程师法对钻遇的高压定容体导致的溢流进行压井；
7、s104：基于高压定容体与井底的压差，通过钻进时保持井底微负压差来释放地层压力，实现边循环钻进、边降密度、边释放地层压力的高压定容体随钻泄压，将高压定容体的高压逐渐降低至正常压力。
8、本专利技术通过保持钻进时井底微正压差(即定容体与井底的压差，定容体压力比井底压力高一点)，在接单根工况下形成短暂的井底微正压差，利用后效强度变化规律(后效气是指起钻后，因为要实施其他作业，使钻井液长期处于静止状态，从而导致钻穿地层流体因为压差或渗透作用侵入井筒，当再度开泵时就会出现较高幅度的气体显示，后效气的强度一定程度上可以代表井底流体的侵入强度，这里观察后效气就是让侵入强度保持在安全范围内)，实现边循环钻进、边降密度、边释放高压定容体压力，将高压定容体的高压逐渐降低至正常压力。
9、优选的，s101中判断高压定容体是否存在的过程为：
10、溢流特征符合：立压激增，即立压>5mpa/min，关井后泥浆池增量<0.5m3，关井套压>15mpa，则判断高压定容体可能存在。这是由于在钻开高压定容体时，地层与井筒间快速形成较大压差，地层高压流体迅速侵入井筒使套压激增，由于溢流特征显著且滞后性不强，一般会立即关井，关井后溢流量较小，但关井套压较高。
11、当溢流特征不能较好地判断地层是否存在高压定容时，采用适当密度压井液压回(适当密度为在关井求压的地层当量密度至少增加0.03g/cm3的密度)，观察井筒流体压回地层的速度与套压变化，若井筒流体可顺利压回地层，且套压不会持续上涨，则地层不存在高压定容体；若压回期间套压持续上升，井筒内小于10m3流体也能够压回地层，则地层存在高压定容体；
12、钻遇高压定容体后压回过程中，套压持续上升，极易超过井口承压能力；若井口承压能力较强，井底压力超过定容体边界的破裂压力时，地层被压裂，定容转变为非定容，此时地层可被压回，套压会立即下降；否则套压会一直上涨，直至超过井口承压能力。
13、优选的，s102中估算高压定容体的容积的过程为：
14、假设压回时高压定容体容积不变，井筒内钻井液与地层流体的体积模量相等，对比观察压回时套压变化曲线与憋泵或无法压回时的套压变化曲线，套压变换量应与井筒的体积或井筒与高压定容体的体积之和成反比，与注入井筒或井筒与定容体的压井液体积成正比，通过已有的节流堵塞憋泵或无法压回时的套压变化曲线数据估算高压定容体的容积。
15、通过以下关系式估算高压定容体内流体体积vf，即高压定容体的容积：
16、
17、其中，△p0为憋泵或无法压回时的套压变化量；vw0为憋泵或无法压回时的井筒容积；qin为憋泵或无法压回时的泵入流量；qout为憋泵或无法压回时的返出流量；t0为憋泵或无法压回的时间；△p1为压回时的套压变化量；vw1为压回时的井筒容积；vf为高压定容体内流体体积；qg为压回时的泵入流量；t1为压回的时间。
18、优选的，压回时不同表现的处理措施：
19、根据关井后套压求取定容体压力(井底压力与地层平衡后，定容体压力＝井底压力+环空静液柱压力，地层当量密度就是将地层压力等效成该密度的静液柱压力)，采用适当密度压井液压回(适当密度为在关井求压的地层当量密度至少增加0.03g/cm3的密度)时，当井口承压能力较强时，井底压力超过高压定容体边界的破裂压力时，地层被压裂，定容转变为非定容，此时地层可被压回，套压表现为先快速上升，地层破裂后套压快速下降，出现该现象可采用常规压回法平衡地层压力；否则，套压会一直上涨，直至超过井口承压能力，此时采用工程师法压回，先工程师法循环，后边循环钻进、边降密度、边释放高压定容体压力。
20、优选的，s103中工程师法进行压井的过程为：
21、压井密度与压回时压井液密度相同，约等于在关井求压的地层当量密度上至少增加0.03g/cm3，排量可为原钻井排量的50％-75％，一个循环周后井筒内大部分气体排出井口，但套压、立压无法降为0，井底依然有气体侵入，这是由于前面压回过程导致高压定容体压力变得更高，此时不需要增加压井液密度，只需继续循环压井液将高压定容体压力释放，直至无气体侵入，套压降为0，可以判断无气侵，压井成功。
22、优选的，s104中高压定容体的压力释放方法为：
23、压井成功后，在s103中压井液密度的基础上降低0.02g/cm3的密度，继续钻进，钻进期间保持地层气体持续侵入井筒，高压定容体内压力进一步被释放，直至定容体压力等于或接近井底压力，定容体压力与井底压力相差小于等于0.3mpa时视为接近，此时可再次降低钻井液密度循环钻进，如此循环操作(即每一循环，均将钻井液密度再次降低)，即时刻保证井底压力略低于高压定容体压力，通过长时间持续地地层微侵入来实现边钻进边降密度边释放压力，直至钻井液密度降低到溢流发生前所用钻井液密度或略高于溢流发生前所用钻井液密度(例如，比溢流发生前所用钻井液密度高出0.01g/cm3可视为略高)。
24、优选的，降密度时，可选择一个循环周内降低0.02g/cm3的钻井液密度，直至将钻井液密度降低至溢流发生前所用钻井液密度或略高于溢流发生前所用钻井液密度，即每一循环，钻井液密度降低0.02g/cm3。
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1.一种钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，S101中判断高压定容体是否存在的过程为：
3.根据权利要求2所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，采用压井液压回，观察井筒流体压回地层的速度与套压变化，若井筒流体顺利压回地层，且套压不会持续上涨，则地层不存在高压定容体；若压回期间套压持续上升，井筒内小于10m3流体也能够压回地层，则地层存在高压定容体。
4.根据权利要求1所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，S102中估算高压定容体的容积的过程为：
5.根据权利要求3所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，压回时不同表现的处理措施：
6.根据权利要求5所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，S103中工程师法进行压井的过程为：
7.根据权利要求6所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，S104中高压定容体的压力释放方法为：
8.根据权利要求7所
9.根据权利要求8所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，降密度时，通过确保在相同接单根时间窗口内，在一定返出量情况下关闭节流阀，使套压保持逐渐降低的趋势，当套压值或气测值低于某一临界值，再次降低钻井液密度。
10.根据权利要求9所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，在相同接单根时间窗口内，临界值为0.3MPa，再次降低0.02g/cm3的钻井液密度。
...【技术特征摘要】
1.一种钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，s101中判断高压定容体是否存在的过程为：
3.根据权利要求2所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，采用压井液压回，观察井筒流体压回地层的速度与套压变化，若井筒流体顺利压回地层，且套压不会持续上涨，则地层不存在高压定容体；若压回期间套压持续上升，井筒内小于10m3流体也能够压回地层，则地层存在高压定容体。
4.根据权利要求1所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，s102中估算高压定容体的容积的过程为：
5.根据权利要求3所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征在于，压回时不同表现的处理措施：
6.根据权利要求5所述的钻井期间高压定容体辨识及处置方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昊，路建社，何银坤，张绪亮，王春生，孙宝江，张耀明，夏天果，郭海清，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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