[發明專利]一種確定鉆井過程中氣侵類型的設備和方法

有效

• 申請號: 201410370774.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104165053A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 張興全;周英操;劉偉;王瑛;郭慶豐;王凱;姜英健;馬鵬鵬
• 申請（專利權）人: 中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: E21B47/10
• 分類號: E21B47/10
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;劉國平

技術領域

本發明涉及對鉆進過程中出現的氣侵的類型的判斷，具體地，涉及一種確定鉆井過程中氣侵類型的設備和方法。

背景技術

氣侵是指在鉆儲氣層的鉆井過程中，地層中的氣體進入井筒的過程。地層氣體的運移膨脹會造成井底壓力的下降，如控制不當則會引起井噴等井下復雜。根據發生氣侵的機理不同，氣侵可以分為欠平衡氣侵、重力置換氣侵、巖屑破碎氣氣侵和濃度差氣侵。在碳酸鹽巖地層，對井底壓力造成影響較大的主要為欠平衡氣侵和重力置換氣侵。

欠平衡氣侵是由于井底壓力低于地層壓力，地層氣體在壓差的驅動下由地層進入井筒的一種現象。欠平衡氣侵會加劇井底壓力的下降，如果控制不當，會形成井噴事故，常見的井噴事故多是由于欠平衡氣侵引起的。

重力置換氣侵主要出現在裂縫性地層中，是地層氣體和井筒鉆井液在密度差的驅動下，地層氣體進入井筒，井筒鉆井液進入地層的一種現象。隨著裂縫性碳酸鹽巖地層的勘探開發，裂縫性地層造成的重力置換氣侵也越來越多地受到重視。2003年羅家16井鉆進飛仙關目的層(為裂縫—孔隙型儲層)，最大地層壓力鉆井液密度為1.28g/cm³，實際使用鉆井液密度為1.43g/cm³，井底為過平衡鉆井。在進入深度為413.68m的目的層時，井底發生重力置換氣侵，由于對重力置換氣侵認識不足和控制不當，在起鉆過程中，井底重力置換氣侵衍變為欠平衡氣侵，最終形成井噴失控重大事故。

國外對氣侵的研究主要是研究發生氣侵后氣體在井筒中的運移及井底壓力的變化，表現為井口無干預情況下氣體在井筒運移對鉆井的影響。國內外公開發表的論文專利及科研院所研究報告中，都沒有提出過一種關于欠平衡氣侵和重力置換氣侵判別的方法，而隨著對裂縫性地層的開發及控壓鉆井井控的要求，亟需一種方便快速判別氣侵類型的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種確定鉆井過程中氣侵類型的設備和方法，用于解決在鉆井時出現氣侵的情況下判斷氣侵的類型的問題。

為了實現上述目的，本發明提供了一種確定鉆井過程中氣侵類型的設備，該設備包括：出口流量檢測裝置，用于檢測出口處的鉆井液流量；入口流量檢測裝置，用于檢測入口處的鉆進液流量；以及控制器，在所述井筒出口處的鉆井液流量變大，即出現氣侵的情況下，控制向井筒增加回壓，根據增加回壓一段時間之后所述出口處的鉆井液流量和所述入口處的鉆井液流量來確定所述氣侵的類型。

相應地，本發明還提供了一種確定鉆井過程中氣侵類型的方法，該方法包括：檢測井筒出口處的鉆井液流量；檢測井筒入口處的鉆進液流量；以及在所述井筒出口處的鉆井液流量變大，即出現氣侵的情況下，向井筒增加回壓，根據增加回壓一段時間之后所述出口處的鉆井液流量和所述入口處的鉆井液流量來確定所述氣侵的類型。

通過上述技術方案，本發明通過在出現氣侵的情況下，向井筒增加回壓一段時間并通過所述出口處的鉆井液流量和所述入口處的鉆井液流量來確定所述氣侵的類型，這種方式與井筒壓力控制過程可以并行，在控制井筒壓力穩定的同時判斷井底進氣類型，不僅能夠據此準確指定控制氣侵的方案，而且大大提高了控壓鉆井的安全程度。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：

圖1是本發明提供的確定鉆井過程中氣侵類型的設備的原理框圖；

圖2是本發明實施例提供的在鉆井過程中對井口出入口流量檢測裝置井口回壓的監測結果；

圖3是本發明實施例提供的在向井口增加回壓一遲到時間后對井口出入口流量檢測裝置井口回壓的監測結果；以及

圖4是本發明提供的確定鉆井過程中氣侵類型的方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。