[發明專利]一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法

有效

• 申請號: 201910119287.2
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN110067551B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王東生;陳志偉;梁治國;王強;閻衛軍;黑國興;張繼軍;張碩;殷煥江;張永剛;張哲;余洋;朱勇歡;賀廷偉;韓魯川;李沅;田士偉;鄭麗君;余多光
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 周鶴

1.一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法，其特征在于包括實際返出巖屑體積計算、理論返出巖屑體積計算、實時巖屑返出率計算和設定安全巖屑返出率窗口；

1)實際返出巖屑體積計算

(1)計算每米返出巖屑質量m_濕；

(2)排除泥漿吸附作用引起的質量誤差，具體為：取出單位體積濕巖屑，由電子天平稱重獲得質量為△m_濕，單位體積干巖屑質量經過單位體積濕巖屑烘干稱重即可得到，為△m_干，單位體積干濕巖屑質量比為△m_比＝△m_干/△m_濕，排除泥漿吸附作用后的巖屑質量為：m_濕×△m_比；

(3)計算得到當前巖性巖屑密度ρ_巖屑，則鉆過1米井段實際返出巖屑體積為：△V_實際＝(m_濕×△m_比)/ρ_巖屑；

(4)計算實際累積返出巖屑體積，需要從開始有返出巖屑井深H₀開始，到當前井深H_t，計量每鉆過1米實際返出巖屑體積△V_實際并求和，因此實際累積返出巖屑體積表示為：

H為測量井段H＝H_t-H₀

2)理論返出巖屑體積計算

(1)由鉆過1米井段、鉆頭尺寸D_鉆頭得出單米理論井眼體積，考慮單米井眼擴大率△V_excess可得單米理論巖屑體積為：

(2)理論累積返出巖屑體積是對單米理論巖屑體積的求和，理論累積返出巖屑體積表示為：

3)實時巖屑返出率計算和設定安全巖屑返出率窗口

(1)巖屑返出率R_返出的計算通過實際累積返出巖屑體積與理論累積返出巖屑體積相比得到，表示為：

式中：

R_返出——巖屑返出率；

H₀——巖屑開始返出井深；

H_t——當前返出巖屑井深；

m_濕——濕巖屑質量；

△m_比——單位體積干濕巖屑質量比；

ρ_巖屑——巖屑密度；

D_鉆頭——鉆頭尺寸；

△V_excess——井眼擴大率；

每鉆過一米井段，井段和巖屑質量同步增加，巖屑返出率數據同步更新；

(2)安全巖屑返出率窗口的設定：

設定安全巖屑返出率窗口(α，β)，通過實時巖屑返出率與安全巖屑返出率窗口進行比較，實現井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測，比較規則具體為：

當R_返出α時：井眼不清潔；

當R_返出β時：井壁不穩定；

當R_返出∈(α，β)時，井眼清潔且井壁穩定。

2.根據權利要求1所述一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法，其特征在于所述1)通過安裝在振動篩處的巖屑稱重儀實時計算每米返出巖屑質量m_濕。

3.根據權利要求1所述一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法，其特征在于所述3)通過容量瓶法計算得到當前巖性巖屑密度ρ_巖屑。

4.根據權利要求1所述一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法，其特征在于所述α＝85％，β＝110％。