[發(fā)明專(zhuān)利]基于地層測(cè)試的泥餅厚度測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410366794.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104196525A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張凱;周建人;張黎明;蔣廷學(xué);夏鵬;王增飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B49/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B49/00;G01V9/00
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 毛廣杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體涉及一種基于地層測(cè)試的泥餅厚度測(cè)量方法。

背景技術(shù)

在鉆井過(guò)程中，隨著鉆井液的自由水進(jìn)入巖層，鉆井液中固相顆粒附著在井壁上形成泥餅。對(duì)泥餅的要求是薄而韌，同時(shí)具有較高的強(qiáng)度，而泥餅厚度是評(píng)價(jià)泥餅質(zhì)量參數(shù)中最重要的參數(shù)之一。

泥餅過(guò)薄會(huì)造成井壁不穩(wěn)定(例如水敏性泥頁(yè)巖垮塌、縮徑等)、鉆井液漏失、損害油氣層或污染近井地帶；而泥餅過(guò)厚又會(huì)引起一些鉆井事故，例如：起鉆具時(shí)提力增加、遇卡、泥包鉆頭、泥餅卡鉆等。因此準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地測(cè)量泥餅厚度可以及時(shí)調(diào)整鉆井液密度或者采取其他工藝措施，避免事故的發(fā)生，確保鉆進(jìn)順利進(jìn)行，同時(shí)提高鉆進(jìn)效率，節(jié)約成本投入。

專(zhuān)利文獻(xiàn)EP?2472291?A1中公開(kāi)了一種通過(guò)發(fā)射高頻短波，測(cè)量地層反射信號(hào)的返回時(shí)間計(jì)算泥餅厚度的方法。聲波測(cè)量在泥餅出現(xiàn)凹凸不平時(shí)容易造成提前反射，而且聲波的往復(fù)傳播對(duì)于長(zhǎng)距離層段容易因?yàn)槁暡ㄋp而引起較大的測(cè)量誤差。

專(zhuān)利文獻(xiàn)US?3281599?A中公開(kāi)了一種通過(guò)伽馬—伽馬密度測(cè)井計(jì)算泥餅厚度的方法，但這種方法容易受到泥質(zhì)含量、裂縫、氣層等因素的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基于地層測(cè)試的泥餅厚度測(cè)量方法，實(shí)現(xiàn)在隨鉆地層壓力測(cè)量過(guò)程中對(duì)泥餅厚度的測(cè)量。本發(fā)明借由泥餅厚度信息，能夠提前采取相應(yīng)的防護(hù)措施有效的避免鉆井事故的發(fā)生、減少地層損傷、認(rèn)識(shí)井壁周?chē)鷧^(qū)域。

本發(fā)明提供一種基于地層測(cè)試的泥餅厚度測(cè)量方法，在隨鉆地層壓力測(cè)量的過(guò)程中完成對(duì)泥餅厚度的測(cè)量。

所述在地層壓力隨鉆測(cè)量的過(guò)程中完成對(duì)泥餅厚度的測(cè)量包括：通過(guò)將隨鉆地層壓力測(cè)量系統(tǒng)中的探頭式壓力測(cè)量?jī)x器安裝于鉆具上，待壓力穩(wěn)定后，探針伸出貼合泥餅，進(jìn)行壓力測(cè)試，記錄壓力隨時(shí)間的變化，直至探針接觸井壁測(cè)量完成，通過(guò)定位活塞抽吸使壓力下降，探針拔出，進(jìn)行泥餅厚度計(jì)算，獲得泥餅厚度數(shù)據(jù)。

所述在地層壓力隨鉆測(cè)量的過(guò)程中完成對(duì)泥餅厚度的測(cè)量具體流程包括：

步驟一：開(kāi)展地層測(cè)試準(zhǔn)備工作：

(1)將探頭式壓力測(cè)量?jī)x器安裝于鉆具，形成隨鉆測(cè)壓鉆具并完成井口測(cè)試；

(2)將隨鉆測(cè)壓鉆具下入到井中，在鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)深度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)以精確跟蹤儀器探點(diǎn)深度；

(3)開(kāi)鉆，下鉆至每個(gè)目的深度，地面處理系統(tǒng)發(fā)出待命指令，探頭式壓力測(cè)量?jī)x器接收信號(hào)，同時(shí)反饋給地面處理系統(tǒng)確認(rèn)信息；

(4)操作上下活動(dòng)隨鉆測(cè)壓鉆具，并釋放扭矩，調(diào)整工具面；

(5)開(kāi)泵獲取探頭式壓力測(cè)量?jī)x器的測(cè)量值，地面處理系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上讀取實(shí)時(shí)的壓力值數(shù)據(jù)；

步驟二：進(jìn)行地層壓力隨鉆測(cè)量，得到壓力與時(shí)間的關(guān)系；包括如下步驟：

(1)地面處理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，直到壓力不隨時(shí)間發(fā)生變化，隨鉆測(cè)量鉆具進(jìn)入穩(wěn)定的測(cè)量狀態(tài)；

(2)靜止鉆具，伸出探針緊貼泥餅，進(jìn)行壓力測(cè)試，開(kāi)始記錄壓力隨時(shí)間的變化關(guān)系；

(3)當(dāng)探針碰到井壁時(shí)，則測(cè)試段結(jié)束；

步驟三：進(jìn)行泥餅厚度計(jì)算，包括如下步驟：₅₁₅₀

(1)計(jì)算機(jī)根據(jù)處理之后的數(shù)據(jù)做出散點(diǎn)圖，并進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；

(2)讀出探針開(kāi)始接觸泥餅形成封閉環(huán)境時(shí)的壓力P1、以及由于碰觸到井壁或者探針長(zhǎng)度的限制導(dǎo)致探針無(wú)法前進(jìn)而滯留在泥餅中時(shí)的壓力P2；

(3)探針與泥餅接觸形成封閉環(huán)境，其關(guān)系式符合：其中q_f為單位時(shí)間地層流入量，C_f為流體壓縮系數(shù)，V_t為工具內(nèi)部的容積，包括探頭的容積、流程管線(xiàn)和壓降單元的容積，Q_f＝q_fdt，Q_f表示時(shí)間t內(nèi)的地層流入量,探針接觸泥餅形成封閉環(huán)境后，該數(shù)值為常數(shù)；t表示時(shí)間，p表示流體壓力。

將上述關(guān)系式寫(xiě)成差分形式：其中，p₀表示初始?jí)毫?；t₀表示初始時(shí)間；整理得到Q_f+C_fV_tp₀＝C_fV_tp，由于Q_f、C_fV_tp₀以及右邊項(xiàng)C_f均為常數(shù)，所以V_tp為常數(shù)；