[發明專利]基于高溫高壓粘度計讀數預測的井筒流體流變特性方法

在審

• 申請號: 201810329910.2
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN110388202A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 周號博;王果;范紅康;孫明光;劉勁歌
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 李哲偉;張文娟

本發明公開了一種基于高溫高壓粘度計讀數預測井筒流體流變特性的方法，該方法基于一組高溫高壓測試數據確定不同轉速對應的讀數在高溫高壓下的預測模型，在獲取井筒壓力、溫度分布情況后可以預測得到各轉速對應的讀數在井筒內的分布規律，隨后即可根據優選的流變模型計算整個井筒內的流變參數分布規律。該方法容易實現，且不受流變模型選擇限制，適用于所有的常用流變模型，可快速得到鉆井液井筒內流變參數分布規律，能夠滿足高溫高油氣井流變參數計算分析的要求。

技術領域

本發明屬于石油鉆井領域，具體的，涉及到在高溫高壓鉆井過程中對井筒流體流變特性隨井深變化的預測分析方法。

背景技術

在鉆井過程中，對于淺部地層鉆井而言，溫度、壓力對鉆井液流變性能影響不大，而對于深部地層，高溫高壓對鉆井液流變性的影響較大，因而有必要對高溫高壓條件對鉆井液流變特性的影響進行評價與分析，進而為提高高溫高壓井井底壓力計算精度、調節鉆井液流變性等提供理論依據。

特別是隨著石油勘探開發逐步向深層發展，高溫高壓(壓力在70MPa以上、溫度在150攝氏度以上)深井、超深井的數量不斷增多，同時地質條件的異常復雜性使得窄密度窗口問題廣泛存在，鉆井液體系也越為復雜，現有的模型不能很好的描述鉆井液流變特性，因此，為了準確對高溫高壓深井、超深井井筒內鉆井液流變特性進行準確描述，提高井筒壓力計算精度、準確調整鉆井液性能，急需一種能夠預測井筒流體流變特性的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是需要提供一種能夠準確對高溫高壓深井、超深井井筒內鉆井液流變特性進行準確描述，提高井筒壓力計算精度、準確調整鉆井液性能的預測井筒流體流變特性的方法。

為了解決上述技術問題，本申請的實施例首先提供了一種基于高溫高壓粘度計讀數預測井筒流體流變特性的方法。該方法包括：獲取待預測的鉆井液的高溫高壓流變測試數據，并以此數據建立粘度計各轉速下不同溫度壓力下的讀數矩陣、以及與該讀數矩陣對應的溫度變化矩陣和壓力變化矩陣；對所述讀數矩陣中的各讀數進行歸一化預處理，得到讀數比例矩陣；利用所述讀數比例矩陣、溫度變化矩陣和壓力變化矩陣確定各轉速下讀數比例隨溫度/壓力變化關系式；根據各轉速下讀數比例隨溫度/壓力變化關系式以及各矩陣構建粘度計讀數預測模型；獲取井筒壓力和溫度分布情況，根據所述粘度計讀數預測模型預測得到各轉速對應的讀數在井筒內的分布規律，據此選擇流變模型以計算整個井筒內的流變參數分布規律。

優選地，所述粘度計讀數預測模型為如下表達式所示：

其中，表示轉速RPM_i下溫度T₀+ΔT_i,k、壓力P₀+ΔP_i,j所對應的讀數，ζ_i,j,k表示讀數比例矩陣中的讀數比例因子，θ_i,0,0表示轉速RPM_i下初始溫度T₀、初始壓力P₀所對應的讀數，ΔT_i,k表示溫度變化量，ΔP_i,j表示壓力變化量。

優選地，所述讀數比例矩陣如下表示：

所述溫度變化矩陣如下表示：

所述壓力變化矩陣如下表示：