【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油勘探开发，尤其涉及一种基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法。
技术介绍
1、油气上窜速度关系到钻井施工安全,也与储层保护和评价有密切关系，目前常规计算方法分为迟到时间法和容积法，其计算结果实际上也是静止时间内油气上窜的平均速度。迟到时间法原理上采用比例法求取返出钻井液在井内的高度，没有考虑实际井身结构不符合比例法计算要求的情况，也没有考虑计算迟到时间时泵排量变化的影响。容积法是直接将返出钻井液体积归位得到其井内高度，没有考虑计算返出钻井液体积时泵排量变化的影响，也没考虑体积归位时井身结构的影响。常规方法在井身结构简单、泵排量稳定时具有一定的应用空间，在面临越来越复杂的井身结构，以及陆上钻井与海上深水钻井循环设备的差异性，常规方法会受到井身结构、钻具排代、气测管线延迟、泵排量变化、增压泵使用等诸多因素的影响，而使计算结果与实际情况有较大的误差。专利cn110485992a没有考虑海上深水钻井增压泵使用的情况，应用范围有一定局限性。通过对现有技术的分析发现，目前的技术虽然较多，有的也考虑了不同的影响因素，但大都不具有使用的广泛性和现场应用的便捷性，有的公式理解起来也比较复杂，不便于使用者进行分析和使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的不足，综合考虑多种影响因素，在更符合实际施工条件的前提下，建立一种适用于陆地与海上油井不同井型(直井、定向井、水平井)钻完井期间的油气上窜平均速度计算方法，其能更准地计算油气上窜速度，以指导钻完井施
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、一种基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，包括以下步骤：
4、s1.起下钻前数据收集与计算，确定初始下钻深度；
5、s2.见后效显示时数据收集与计算，确定第一个发生油气上窜的油层顶深；
6、s3.确定空井体积当量；
7、s4.以井口为起点对空井体积当量向下归位，确定空井体积当量归位深度；
8、s5.比较空井体积当量归位深度和初始下钻深度的数值大小，当空井体积当量归位深度大于或等于初始下钻深度时，进行步骤s7；当空井体积当量归位深度小于初始下钻深度时，进行步骤s6；
9、s6.确定空井体积当量归位深度和初始下钻深度之间无排代作用钻具体积当量，并以空井体积当量归位深度为起点对无排代作用钻具体积当量向上归位，确定无排代作用钻具体积当量归位深度；
10、s7.确定油气上窜高度和油气上窜总时间，当空井体积当量归位深度大于或等于初始下钻深度时，油气上窜高度为第一个发生油气上窜的油层顶深和空井体积当量归位深度之差，当空井体积当量归位深度小于初始下钻深度时，油气上窜高度为第一个发生油气上窜的油层顶深和无排代作用钻具体积当量归位深度之差；
11、s8.根据油气上窜高度和油气上窜总时间确定油气上窜平均速度。
12、进一步地，步骤s1中，收集和计算的数据包括井身结构、钻具组合、泵参数、初始下钻深度、停泵时间、气测管线延迟时间、各段井眼容积、环空容积、每米环空容积、泵单冲排量、管线延迟时间和开泵前钻井液静止时间。
13、进一步地，步骤s2中，收集和计算的数据包括下钻结束深度、开泵时间、见后效显示时间、钻井泵累计泵冲数、钻井泵排量、增压泵排量、开泵到油气返出井口之间的时间、钻具每米体积、钻具总体积、下入钻具长度、下入钻具体积、钻井泵累计返出体积和增压泵有效返出体积。
14、进一步地，步骤s3中，空井体积当量v空井的计算公式为：
15、
16、q钻单冲是考虑实际泵效后的钻井泵单冲排量，单位是立方米；s钻井泵是开泵到油气返出井口时钻井泵的累计泵冲数，无量纲；h总钻具是循环时井内钻具的总长度，单位是米；v米钻具是循环时井内钻具的每米体积，单位是立方米/米；v隔环是隔水管的环空容积，单位是立方米；q增压是油气返出井口时增压泵的排量，单位是方/分钟或升/分钟；q钻泵是油气返出井口时钻井泵的排量，单位是方/分钟或升/分钟。
17、进一步地，步骤s4中，空井体积当量归位深度h空归位的计算公式为：
18、
19、v米环是每米环空容积，单位是立方米/米。
20、进一步地，步骤s6中，空井体积当量归位深度和初始下钻深度之间的无排代作用钻具体积当量v无排钻的计算公式为：
21、v无排钻＝(h始下-h空归位)*v米钻具
22、无排代作用钻具体积当量归位深度h归位的计算公式为：
23、
24、h始下是初始下钻深度，单位是米；h空归位是空井体积当量归位深度，单位是米。
25、进一步地，步骤s7中，油气上窜总时间为开泵前钻井液静止时间和开泵到油气返出井口之间的时间之和。
26、进一步地，步骤s8中，油气上窜平均速度v上窜的计算公式为：
27、
28、h油层是第一个发生油气上窜的油层顶深，单位是米；h空归位是空井体积当量归位深度，单位是米；h归位是无排代作用钻具体积当量归位深度，单位是米；t静窜是开泵前钻井液静止时间，单位是小时；t循窜是开泵到油气返出井口之间的时间，单位是小时；v上窜是油气上窜平均速度，单位是米/小时。
29、进一步地，步骤s2中，计算增压泵有效返出体积v增有效是应用比例法计算，计算公式为：
30、v增有效＝v隔环*q增压/(q增压+q钻泵)
31、v隔环是隔水管的环空容积，单位是立方米；q增压是油气返出井口时增压泵的排量，单位是方/分钟或升/分钟；q钻泵是油气返出井口时钻井泵的排量，单位是方/分钟或升/分钟；v增有效是增压泵有效返出体积，单位是立方米。
32、综上，本专利技术的技术效果和优点：本专利技术综合考虑了多种影响油气上窜速度的因素，包括钻具排代、井身结构、增压泵使用、泵排量变化、气测管线延迟时间等，使计算更符合实际施工情况，通过解决增压泵返出体积计算、体积当量分段比较深度归位等关键问题，得出了使用范围广泛、物理意义明确、易于理解的计算公式。通过多口不同井身结构和不同工况下的实际应用，本专利技术的计算结果更接近实际情况，尤其是在深井和复杂井身结构情况下，大大提高了计算精度。油气上窜速度对钻完井起下钻作业的时间安排具有指导意义，为此建立一个准确计算油气上窜速度的方法对钻完井现场井控安全具有重要的意义。
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1.一种基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于：步骤S1中，收集和计算的数据包括井身结构、钻具组合、泵参数、初始下钻深度、停泵时间、气测管线延迟时间、各段井眼容积、环空容积、每米环空容积、泵单冲排量、管线延迟时间和开泵前钻井液静止时间。
3.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于：步骤S2中，收集和计算的数据包括下钻结束深度、开泵时间、见后效显示时间、钻井泵累计泵冲数、钻井泵排量、增压泵排量、开泵到油气返出井口之间的时间、钻具每米体积、钻具总体积、下入钻具长度、下入钻具体积、钻井泵累计返出体积和增压泵有效返出体积。
4.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤S3中，空井体积当量V空井的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤S4中，空井体积当量归位深度H空归位的计算公式为：>
6.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤S6中，空井体积当量归位深度和初始下钻深度之间的无排代作用钻具体积当量V无排钻的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于：步骤S7中，油气上窜总时间为开泵前钻井液静止时间和开泵到油气返出井口之间的时间之和。
8.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤S8中，油气上窜平均速度V上窜的计算公式为：
9.根据权利要求3所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤S2中，计算增压泵有效返出体积V增有效是应用比例法计算，计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于：步骤s1中，收集和计算的数据包括井身结构、钻具组合、泵参数、初始下钻深度、停泵时间、气测管线延迟时间、各段井眼容积、环空容积、每米环空容积、泵单冲排量、管线延迟时间和开泵前钻井液静止时间。
3.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于：步骤s2中，收集和计算的数据包括下钻结束深度、开泵时间、见后效显示时间、钻井泵累计泵冲数、钻井泵排量、增压泵排量、开泵到油气返出井口之间的时间、钻具每米体积、钻具总体积、下入钻具长度、下入钻具体积、钻井泵累计返出体积和增压泵有效返出体积。
4.根据权利要求1所述的基于体积当量的油井用油气上窜平均速度计算方法，其特征在于，步骤s3中，空井体积当量v空井的计算公式为...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹏飞，龚一顺，王轲，徐林建，肖乔刚，周越洋，王茂东，夏竹君，谢瑞永，姚振河，陆旭康，温志平，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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