CN110598248B - 一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 - Google Patents
一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110598248B CN110598248B CN201910707415.5A CN201910707415A CN110598248B CN 110598248 B CN110598248 B CN 110598248B CN 201910707415 A CN201910707415 A CN 201910707415A CN 110598248 B CN110598248 B CN 110598248B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- well
- pressure
- shaft
- killing
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明公开了一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,它包括以下步骤:S1、通过地质录井数据及邻井资料录入关井后关井数据、地层及流体物性参数;S2、对S1所述的数据和参数进行处理并绘制理论井筒压力变化曲线;S3、对通过井口压力传感器和井底压力传感器采集到数据进行处理并绘制实际井筒压力变化曲线;S4、分析理论井筒压力变化曲线和实际井筒压力变化曲线,识别和判断压井阶段;S5、压井结束条件判别。本发明的有益效果是:结合压井过程中流动阻力的改变,井口压力变化规律的不同判别压井阶段,从而准确掌控压井过程,为压井安全施工,保护储层做出保障。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井井控技术领域,特别是一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法。
背景技术
目前,随着我国对环境保护的要求越加严格,进一步增加了油气钻井环境保护的压力。但随着油气勘探开发领域的不断延伸扩大,从陆上到滩涂浅海,从浅层到深层,钻井难度越来越大,溢流时有发生,难以完全避免。溢流物及受污染的钻井液的排放成为传统节流循环井控方式的难题,尤其钻遇硫化氢等有毒气体的地层,且在遇到如钻杆损坏等无法建立循环时,传统井控技术无法快速控制溢流。为了对付复杂的地层,安全优质的实施快速钻井,同时兼顾国家对环境保护的要求,必须把井控技术作为研究和发展的重要内容。
直推法压井井控技术,在关井的前提条件下,无论井筒内有无钻具均可使用,利用井口高压能快速将溢流物重新推回地层,尤其对钻遇如硫化氢等有毒气体气侵,直推法压井可以有效防止有毒气体到达地面。直推法压井井控技术在快速控制溢流物的同时,有效避免了溢流物对环境的污染,符合环境保护的要求。然而,现有的直推法压井井控技术,并没有将压井实测数据变化规律通过与理论压井阶段井筒压力变化规律进行对比,得出实际压井阶段,基于储层保护思想通过判断井筒内流体组成与静液柱压力大小,导致无法对压井过程精确掌握,也就无法为压井过程中井筒及地层提供安全保障。因此,亟需一种结合压井过程中流动阻力的改变,井口压力变化规律的不同判别压井阶段,从而准确掌控压井过程,为压井安全施工,保护储层做出保障的直推法压井阶段及结束条件的判别方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种的直推法压井阶段及结束条件的判别方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,它包括以下步骤:
S1、通过地质录井数据及邻井资料录入关井后关井数据、地层及流体物性参数;
S2、对S1所述的数据和参数进行处理并绘制理论井筒压力变化曲线;
S3、对通过井口压力传感器和井底压力传感器采集到数据进行处理并绘制实际井筒压力变化曲线;
S4、分析理论井筒压力变化曲线和实际井筒压力变化曲线,识别和判断压井阶段;
S5、压井结束条件判别。
所述步骤S2包括以下子步骤:
S21、计算压井排量与压井液密度;
S22、确定压井过程中井筒内压力组成关系;
S23、计算气柱压力;
S24、绘制压井阶段井筒压力变化规律及理论压井曲线分析;
所述步骤S3包括以下子步骤:
S31、通过井口压力传感器和井底压力传感器将采集到数据经信号接收器传送至数据处理***;
S32、数据处理***对数据经过清洗、降噪预处理;
S33、数据处理***实时分析井筒压力变化规律,绘制实际井筒压力变化曲线。
所述步骤S4中根据相似度判别压井阶段。
所述步骤S5中判别压井结束条件的具体条件为井筒内溢流物完全被推回地层且井筒内静液柱压力以满足井控要求。
所述步骤S1中所述地层及流体物性参数包括地层压力、岩石孔隙度、渗透率、产层厚度、气体密度、气体粘度、井眼尺寸和地层压力边界;井后关井数据包括井身结构、钻具组合、关井套压、关井立压、钻井液出口密度、钻井液粘度、钻井液密度、井筒内流体分布和井筒内流体分布。
所述步骤S3之前还包括压井物理模型的步骤,所述压井物理模型包括设置于井顶的防喷器组(1)、设置于防喷器组(1)上的信号接收器(2),信号接收器(2)与数据处理***电连接,井底设置有井底压力传感器(3),井顶设置有井口压力传感器(4),井口压力传感器(4)和井底压力传感器(3)均与信号接收器(2)电连接,所述防喷器组(1)内设置有钻杆(5),钻杆(5)向下延伸于井内,且延伸端处安装有钻头(6)。
本发明具有以下优点:
(1)、本发明通过理论计算压井每一阶段中井筒压力,得出每一阶段井筒压力变化的规律,压井实测数据变化规律通过与理论压井阶段井筒压力变化规律进行对比,得出实际压井阶段,基于储层保护思想通过判断井筒内流体组成与静液柱压力大小,提出直推法压井结束条件判别流程,可以降低污染储层的风险。
(2)、本发明通过对压井过程的精确掌握,为压井过程中井筒及地层的安全提供了保障,从而为而压井作业的实施提供了理论指导。
附图说明
图1为本发明的判别流程图;
图2为压井结束条件判别流程图;
图3为压井物理模型的示意图;
图中,1-防喷器组,2-信号接收器,3-井底压力传感器,4-井口压力传感器,5-钻杆,6-钻头,7-压井液,8-钻井液,9-气液两相流,10-气柱,11-地层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述,本发明的保护范围不局限于以下所述:
如图1所示,一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,它包括以下步骤:
S1、通过地质录井数据及邻井资料录入关井后关井数据、地层及流体物性参数,所述地层及流体物性参数包括地层压力、岩石孔隙度、渗透率、产层厚度、气体密度、气体粘度、井眼尺寸和地层压力边界;井后关井数据包括井身结构、钻具组合、关井套压、关井立压、钻井液出口密度、钻井液粘度、钻井液密度、井筒内流体分布和井筒内流体分布;
S2、对S1所述的数据和参数进行处理并绘制理论井筒压力变化曲线,包括以下子步骤:
S21、计算压井排量与压井液密度,具体计算步骤如下:
压井液密度设计原则为:在保证井筒安全的条件下,尽可能采用较高的压井液密度快速建立平衡,保证不推回或少推回钻井液进入地层,计算公式如下:
但按此原则设计,有时可能会因为压井液密度过大,压井过程井筒压力过高而压漏地层。此时需要通过试算去适当降低压井液密度,以满足井筒安全要求,但不能低于最小压井液密度ρk′,计算公式如下:
式中,Pe附加安全压力,3-5MPa;H为井深,m;hm为原井筒未污染钻井液长度,m;g为重力加速度,m/s2;
压井液排量设计原则为:压井液下行速度必须大于气泡向上的滑脱速度,保证将井筒内气体完全移除,保障成功压井。但压井排量不能大于地层-井筒安全条件,不能压破地层与损坏井筒,造成更为严重的事故,计算公式如下:
最小压井液排量计算公式如下:
Qmin=vgrA (3)
vgr为气体滑脱速度,m/s;ρm,ρg分别为钻井液密度与气体密度,kg/m3;σ为表面张力,10-3N/m;A为环空横截面面积,m2;
最大排量计算公式如下:
Qmax<min(Q1,Q2,Q3,Q4) (5)
式中:Q1为井口设备承受压力允许的最大压井排量,m3/s;Q2为井底破裂压力允许的最大压井排量,m3/s;Q3为套管鞋处破裂压力允许的最大压井排量,m3/s;Q4为套管抗内压强允许的最大压井排量,m3/s;
S22、确定压井过程中井筒内压力组成关系,具体步骤如下:
在压井初始阶段,井底压力可能小于地层压力。在压井开始的瞬间,流动摩阻产生,随后随着气体不断被压缩,压缩气体的力增大井口压力继续上升,直至井底压力等于地层压力,将此阶段称为动态密封阶段。在此阶段井口压力与流动阻力存在以下关系:
Pa=PC+Pf+Pp-Ph (6)
式中:Pa为井口压力,MPa;Ph为静液柱压力,MPa;Pf为流动摩阻,MPa;PC为压缩天然气产生的力,MPa;Pp为地层压力,MPa。
当井底压力等于地层压力时,溢流流体开始被推回地层,此时气体压缩力达到最大,随井筒气相被推回地层慢慢减小直到零,同时由于在气相、气液两相流、液相被推回地层时其渗流阻力不同,在压井曲线中会产生转折点,在转折点后因井筒内流体种类发生变化,在井筒内流体流动摩阻及静液柱压力组成也将发生变化,井口压力与井筒内各类压力存在以下关系:
Pa=PC+Pf+Pp+ΔP-Ph (7)
式中:Pa为井口压力,MPa;Ph为静液柱压力,MPa;Pf为流动摩阻,MPa;PC为压缩天然气产生的力,MPa;Pp为地层压力,MPa;ΔPi为某类型流体渗流阻力,MPa;
在压井过程中,井筒内压力随着压井的进行不断变化,井口压力随着流动阻力的改变随之改变。流动阻力由流体流动摩阻、流体被推回地层的过程中产生的渗流阻力、地层压力及及井筒内气柱被压缩后产生的气柱压力组成,在不同阶段各种压力的组成见表1。
表1不同压井阶段各种压力的组成
S23、气柱压力计算,其具体计算步骤如下:
井筒内压力包括静液柱压力,其计算公式如下:
Phi=0.0098ρiHi
流动摩阻计算公式如下:
式中fi为某类型流体范宁摩阻系数;ρi某类流体密度,Kg/m3;Dw,Dz分别为套管内径与钻柱外径,mm;Hi为某类型流体在井筒内长度,m;v为压井液流速,m/s;
渗流阻力计算公式如下:
式中:Q为压井排量,m3/d;Kφ为流体地层流动系数,μm2;μi为某类流体粘度,mPa·s;ΔPi为某类流体渗流阻力,MPa;re,rw分别为该井控制的外缘半径与井眼半径,m;hr为储层厚度,m;
气柱压力由压井液压缩原井筒气体和继续侵入气体的压力组成,计算公式如下:
PC=PC1+PC2 (10)
式中:PC1,PC2分别为续流效应气柱压力与原井筒气体压缩产生的气柱压力,MPa;
其中续流效应气柱压力计算公式如下:
压缩原井筒内气体产生的气柱压力为[6]:
S24、绘制压井阶段井筒压力变化规律及理论压井曲线分析,具体步骤如下:
在获取所地层物性、流体参数,关井后相关数据后,根据公式(1)、(2)计算压井液密度,根据公式(3)、(4)选择压井液最佳排量,由公式(6)、(7)确定井口压力与井筒内压力的关系,结合表1判断井筒内压力组成,由公式(8)、(9)、(10)计算相关压力,根据井筒内压力组成分析井筒压力在每一阶段的变化规律,利用绘图软件绘制井筒压力变化曲线。
S3、对通过井口、井底压力传感器采集到数据进行处理并绘制实际井筒压力变化曲线,它包括以下子步骤:
S31、所述步骤S3之前还包括压井物理模型的步骤,所述压井物理模型包括设置于井顶的防喷器组1、设置于防喷器组1上的信号接收器2,信号接收器2与数据处理***电连接,井底设置有井底压力传感器3,井顶设置有井口压力传感器4,井口压力传感器4和井底压力传感器3均与信号接收器2电连接,所述防喷器组1内设置有钻杆5,钻杆5向下延伸于井内,且延伸端处安装有钻头6;
S32、通过井口压力传感器和井底压力传感器将采集到数据经信号接收器传送至数据处理***;
S33、数据处理***对数据经过清洗、降噪预处理;
S34、数据处理***实时分析井筒压力变化规律,绘制实际井筒压力变化曲线;
S4、分析理论井筒压力变化曲线和实际井筒压力变化曲线,识别和判断压井阶段:通过数据分析软件分析处理后的井筒压力数据变化规律并与理论井筒压力数据变化规律进行对比分析,根据相似度判别压井阶段,具体包括以下步骤:实际数据经过预处理后,将数据作为一个组,随着压井的进行,分析每组与上一组数据之间的变化规律,并与理论每一压井阶段变化的规律进行比较分析,变化规律相似度最高的即为实际压井阶段;
S5、如图2所示,判别压井结束条件的具体条件为井筒内溢流物完全被推回地层且井筒内静液柱压力以满足井控要求,具体包括以下步骤:
S51、根据步骤S4判断是否以完成溢流物推回阶段,溢流物包括气体与气液两相流;
S52、判断此时静液柱压力是否以满足井控要求,即井筒内静液柱压力已平衡地层压力并附加有3~5MPa的安全压力;
S53、若满足上述两个条件,即可结束压井。
本发明通过理论计算压井每一阶段中井筒压力,得出每一阶段井筒压力变化的规律,压井实测数据变化规律通过与理论压井阶段井筒压力变化规律进行对比,得出实际压井阶段,基于储层保护思想通过判断井筒内流体组成与静液柱压力大小,提出直推法压井结束条件判别流程,可以降低污染储层的风险。本发明通过对压井过程的精确掌握,为压井过程中井筒及地层的安全提供了保障,从而为而压井作业的实施提供了理论指导。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:它包括以下步骤:
S1、通过地质录井数据及邻井资料录入关井后关井数据、地层及流体物性参数;
S2、对S1所述的数据和参数进行处理并绘制理论井筒压力变化曲线;
S3、对通过井口压力传感器和井底压力传感器采集到数据进行处理并绘制实际井筒压力变化曲线;
S4、分析理论井筒压力变化曲线和实际井筒压力变化曲线,识别和判断压井阶段;
S5、压井结束条件判别:判别压井结束条件的具体条件为井筒内溢流物完全被推回地层且井筒内静液柱压力以满足井控要求,具体包括以下步骤:
S51、根据步骤S4判断是否以完成溢流物推回阶段,溢流物包括气体与气液两相流;
S52、判断此时静液柱压力是否以满足井控要求,即井筒内静液柱压力已平衡地层压力并附加有3~5MPa的安全压力;
S53、若满足上述两个条件,即可结束压井;
所述步骤S2包括以下子步骤:
S21、计算压井排量与压井液密度;
S22、确定压井过程中井筒内压力组成关系;
S23、计算气柱压力;
S24、绘制压井阶段井筒压力变化规律及理论压井曲线分析。
2.根据权利要求1所述的一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:所述步骤S3包括以下子步骤:
S31、通过井口压力传感器和井底压力传感器将采集到数据经信号接收器传送至数据处理***;
S32、数据处理***对数据经过清洗、降噪预处理;
S33、数据处理***实时分析井筒压力变化规律,绘制实际井筒压力变化曲线。
3.根据权利要求1所述的一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:所述步骤S4中根据相似度判别压井阶段。
4.根据权利要求1所述的一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:所述步骤S5中判别压井结束条件的具体条件为井筒内溢流物完全被推回地层且井筒内静液柱压力以满足井控要求。
5.根据权利要求1所述的一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:所述步骤S1中所述地层及流体物性参数包括地层压力、岩石孔隙度、渗透率、产层厚度、气体密度、气体粘度、井眼尺寸和地层压力边界;井后关井数据包括井身结构、钻具组合、关井套压、关井立压、钻井液出口密度、钻井液粘度、钻井液密度、井筒内流体分布和井筒内流体分布。
6.根据权利要求1所述的一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法,其特征在于:所述步骤S3之前还包括压井物理模型的步骤,所述压井物理模型包括设置于井顶的防喷器组(1)、设置于防喷器组(1)上的信号接收器(2),信号接收器(2)与数据处理***电连接,井底设置有井底压力传感器(3),井顶设置有井口压力传感器(4),井口压力传感器(4)和井底压力传感器(3)均与信号接收器(2)电连接,所述防喷器组(1)内设置有钻杆(5),钻杆(5)向下延伸于井内,且延伸端处安装有钻头(6)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910707415.5A CN110598248B (zh) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910707415.5A CN110598248B (zh) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110598248A CN110598248A (zh) | 2019-12-20 |
CN110598248B true CN110598248B (zh) | 2022-06-17 |
Family
ID=68853276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910707415.5A Active CN110598248B (zh) | 2019-08-01 | 2019-08-01 | 一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110598248B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112031760B (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-11 | 西南石油大学 | 一种直推法压井工艺风险评估方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103615236A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-05 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种远程录井信息实时监测地层压力的方法 |
AU2012387170A1 (en) * | 2012-08-10 | 2015-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems for borehole image forward modeling of formation properties |
CN106522918A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 可实现直推压井的测试作业管柱及其地层测试方法 |
CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
CN108825125A (zh) * | 2017-05-05 | 2018-11-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种动态变参数压井工艺方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107103149A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-08-29 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种获取置换法压井关井期间压井液下落时间的方法 |
-
2019
- 2019-08-01 CN CN201910707415.5A patent/CN110598248B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2012387170A1 (en) * | 2012-08-10 | 2015-03-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems for borehole image forward modeling of formation properties |
CN103615236A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-05 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种远程录井信息实时监测地层压力的方法 |
CN106522918A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-22 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 可实现直推压井的测试作业管柱及其地层测试方法 |
CN108825125A (zh) * | 2017-05-05 | 2018-11-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种动态变参数压井工艺方法 |
CN108571319A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-09-25 | 西南石油大学 | 一种压差式气侵和置换式气侵判断方法及装置 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
Groundwater investigation on sand dunes area in southern part of Vietnam by magnetic resonance sounding;Nguyen V. Giang等;《Acta Geophysica》;20110824;第60卷(第1期);157–172 * |
固井注水泥时确定流体准确位置的方法研究;吴朗等;《科学技术与工程》;20120618;第12卷(第17期);4141-4144+4148 * |
气体钻井井控与压井研究;田旭;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)(工程科技Ⅰ辑)》;20190215;B019-22 * |
气体钻井空井压井井筒气液两相瞬态流动数学模型;魏纳等;《天然气工业》;20170630;第37卷(第6期);64-71 * |
直推法压井技术;雷宗明等;《天然气工业》;20000528(第3期);54-56+5 * |
超深井溢流关井钻柱上顶机理及预防方法;尹虎等;《石油勘探与开发》;20181231;第45卷(第6期);1069-1074 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110598248A (zh) | 2019-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106855897B (zh) | 适用于压力衰竭地层的井壁稳定的研究方法 | |
CN106651610B (zh) | 一种浅层超低渗砂岩油藏注水开发动态分析方法 | |
CN104213906B (zh) | 一种钻井井筒压力校正方法 | |
Jin et al. | An analytical model for water coning control installation in reservoir with bottomwater | |
Jiangshuai et al. | Parameters optimization in deepwater dual-gradient drilling based on downhole separation | |
CN110424954B (zh) | 基于井筒环空瞬态多相流流动特征的环空瞬态水击模型 | |
CN108240196A (zh) | 控制压力敏感性地层环空当量密度的尾管固井方法 | |
CN105756660A (zh) | 一种气井压回法压井时机的确定方法 | |
CN113032987A (zh) | 一种无隔水管钻井气侵特性动态分析方法 | |
CN110598248B (zh) | 一种直推法压井阶段及结束条件的判别方法 | |
RU2299981C2 (ru) | Способ освоения многозабойных разветвленно-горизонтальных скважин | |
CN109403957B (zh) | 一种高压地层压力获取方法 | |
CN107780879A (zh) | 一种逆向注浆钻孔成井装置及方法 | |
Denbina et al. | Modelling cold production for heavy oil reservoirs | |
CN112031760B (zh) | 一种直推法压井工艺风险评估方法 | |
Quintero et al. | Dynamics of Multiphase Flow Regimes in Toe-Up and Toe-Down Horizontal Wells | |
CN115270662A (zh) | 一种欠饱和储层煤层气井生产边界定量预测的计算方法 | |
CN113868881A (zh) | 一种冻土层钻井方案确定方法、装置及设备 | |
CN104040107A (zh) | 利用减小的表面压力钻探的方法和*** | |
CN112818517B (zh) | 一种低渗透油田钻井液密度设计方法 | |
CN104110236B (zh) | 防止下钻过程中封隔器坐封的入井管柱节流嘴的施工方法 | |
Zheng | Pressure system adjustment technology before polymer injection in XX block | |
Altaher et al. | Delaying Water Breakthrough Using Horizontal Wells in Khurmala Oilfield | |
Okon et al. | Integrated Water Coning Control Approach in Thin Oil Rim Reservoirs in the Niger Delta: A Simulation Approach | |
CN117627543A (zh) | 一种考虑地质必封点的井身结构设计方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |