CN110469320B - 一种失返性井漏当量密度计算方法 - Google Patents

一种失返性井漏当量密度计算方法 Download PDF

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Abstract

一种失返性井漏当量密度计算方法，包括以下步骤：(a)根据泥浆动切力计算泥浆结构力对应的压力梯度；(b)根据泥浆结构力形成的压力梯度来计算井底或薄弱层增加的压力；(c)根据井底或薄弱层增加的压力来计算井底或薄弱层最终压力；(d)根据井底或薄弱层最终压力来计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度。本发明从钻井液动切力考虑，规避了常规失返性漏失当量计算中钻井过程立压选取的弊端，实现了失返性漏失当量快速计算，缩短了堵漏时间，降低作业风险。

Description

一种失返性井漏当量密度计算方法
技术领域
本发明属于油气田勘探开发领域，具体涉及一种失返性井漏当量密度计算方法。
背景技术
失返性井漏是石油钻井工程作业中常见的井下复杂情况之一，是钻井中长期悬而未决的重大难题，对油气勘探、钻井及开发作业造成巨大危害。井漏可以发生在钻进、下套后、固井等的各个作业环节。井漏不仅损失大量的钻井液和堵漏材料，损失钻井时间，延长建井周期，还可能引起井喷、井塌、卡钻等一系列其他井下复杂情况。针对漏失层位多的复杂井，漏失层位当量密度的准确计算关系到现场快速配浆，也是提高堵漏效率的关键。发生失返性井漏的原因很多，一般使用漏失前循环立压来计算失返性井漏当量密度，循环立压取值准确性直接影响堵漏泥浆密度计算，堵漏泥浆密度设计不当进而使得井底或某一薄弱地层发生漏失或已堵住的层位发生重复漏失。
发明内容
针对上述提出的问题，本发明提供一种失返性井漏当量密度计算方法，以解决发生失返性漏失时快速计算当量密度，缩短堵漏作业时间和风险。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
a.根据泥浆动切力计算泥浆结构力的压力梯度
Figure BDA0002152577430000021
Figure BDA0002152577430000022
其中：τy代表泥浆的动切力，Pa；
Dh代表裸眼段平均井径，mm；
DP代表套管或钻具外径，mm；
b.根据公式(1)压力梯度
Figure BDA0002152577430000023
来计算泥浆结构力在井底或薄弱层增加的压力P增；
Figure BDA0002152577430000024
其中：P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
Figure BDA0002152577430000025
代表压力梯度，kPa/m；
H代表井底或薄弱层深度，m；
c.根据公式(2)P增来计算井底或薄弱层最终压力P；
P＝P增+0.001×ρgH (3)；
其中：P代表井底或薄弱层最终压力，MPa；
P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
ρ代表泥浆密度，g/cm3；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m；
d.根据公式(3)P来计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度ρ失；
Figure BDA0002152577430000031
其中ρ失代表井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度，g/cm3；
P代表井底或薄弱层所需最终压力，MPa；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m。
进一步的，根据计算的失返性漏失时当量密度ρ失来配置堵漏泥浆。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明从钻井液的动切力角度来快速计算井底或薄弱层的当量密度，根据公式(1)计算得到泥浆结构力对应的压力梯度，之后根据公式(2)计算因泥浆结构力增加了井底或薄弱层的压力，之后根据公式(3)来计算井底或薄弱层最终的压力，之后根据公式(4)来计算井底或薄弱层对应的当量密度。新计算思路从钻井液动切力考虑，规避了常规失返性漏失当量计算中钻井过程立压选取的弊端，实现了失返性漏失当量快速计算，缩短了堵漏时间，降低作业风险。
附图说明
图1是本发明的实施流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式做进一步的详细说明，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1所示，一种失返性井漏当量密度计算方法，包括以下步骤：
a.根据泥浆动切力计算泥浆结构力的压力梯度
Figure BDA0002152577430000041
Figure BDA0002152577430000042
其中：τy代表泥浆的动切力，Pa；
Dh代表裸眼段平均井径，mm；
DP代表套管或钻具外径，mm；
b.根据公式(1)压力梯度
Figure BDA0002152577430000043
来计算井底或薄弱层增加的压力P增；
Figure BDA0002152577430000044
其中：P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
Figure BDA0002152577430000045
代表压力梯度，kPa/m；
H代表井底或薄弱层深度，m；
c.根据公式(2)P增来计算井底或薄弱层最终压力P；
P＝P增+0.001×ρgH (3)；
其中：P代表井底或薄弱层的最终压力，MPa；
P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
ρ代表泥浆密度，g/cm3；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m；
d.根据公式(3)P来计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度ρ失；
Figure BDA0002152577430000051
其中ρ失代表井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度，g/cm3；
P代表井底或薄弱层的最终压力，MPa；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m。
根据公式(4)计算出计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度。
实施例1：
某口井中完井深2956m，完钻泥浆密度2.27g/cm3，平均井径319.48mm，下9-5/8"套管到2955.60m，套管内容积36.04L/m，灌满泥浆后，接循环头开泵。采用0.18m3/min小排量顶通后提高至0.6m3/min，循环1个小时突然发现泥浆失返。泥浆性能为：密度：2.27g/cm3，粘度：58s，失水：4.0mL，泥饼：0.5mm，含砂：0.2％，pH：8，初切/终切：5 Pa/10 Pa，六速：5/8/48/79/106/200，塑粘：88Pa，动切：12Pa。
采用本设计方法来计算该井井底失返性漏失时当量密度，过程如下：
a.根据泥浆动切力计算泥浆结构力对应的压力梯度
Figure BDA0002152577430000052
Figure BDA0002152577430000053
其中：τy代表泥浆的动切力，Pa；
Dh代表裸眼段平均井径，mm；
DP代表套管或钻具外径，mm；
b.将公式(1)计算得压力梯度值0.16KPa/m带入公式(2)来计算井底或薄弱层增加的压力P增；
Figure BDA0002152577430000061
其中：P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
Figure BDA0002152577430000062
代表压力梯度，kPa/m；
H代表井底或薄弱层深度，m；
c.将公式(2)计算P增值0.47MPa带入公式(3)来计算井底或薄弱层最终压力P；
P＝P增+0.001×ρgH (3)；
其中：P代表井底或薄弱层最终压力，MPa；
P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa.；
ρ代表泥浆密度，g/cm3；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m；
d.将公式(3)计算P值66.32MPa带入公式(4)来计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度；
Figure BDA0002152577430000063
其中ρ失代表井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度，g/cm3；
P代表井底或薄弱层最终压力，MPa；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m；
根据公式(4)计算出计算井底发生失返性漏失时当量密度2.29g/cm3。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种失返性井漏当量密度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.根据泥浆动切力计算泥浆结构力的压力梯度
Figure FDA0002152577420000011
Figure FDA0002152577420000012
其中：τy代表泥浆的动切力，Pa；
Dh代表裸眼段平均井径，mm；
DP代表套管或钻具外径，mm；
b.根据公式(1)压力梯度
Figure FDA0002152577420000013
来计算泥浆结构力在井底或薄弱层增加的压力P增；
Figure FDA0002152577420000014
其中：P增代表井底或薄弱层增加的压力，MPa；
Figure FDA0002152577420000015
代表压力梯度，kPa/m；
H代表井底或薄弱层深度，m；
c.根据公式(2)P增来计算井底或薄弱层最终压力P；
P＝P增+0.001×ρgH (3)；
其中：P代表井底或薄弱层最终压力，MPa；
P增代表井底或薄弱层的增加的压力，MPa；
ρ代表泥浆密度，g/cm3；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m；
d.根据公式(3)P来计算井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度ρ失；
Figure FDA0002152577420000021
其中ρ失代表井底或薄弱层发生失返性漏失时当量密度，g/cm3；
P代表井底或薄弱层最终压力，MPa；
g代表量纲，9.8N/kg；
H代表井底或薄弱层深度，m。
2.根据权利要求1所述的一种失返性井漏当量密度计算方法，其特征在于：根据计算的失返性漏失时当量密度ρ失来配置堵漏泥浆。
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