[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

一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法屬于鉆井施工技術領域，尤其涉及一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法。本發明提供一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法。本發明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Δm_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Δm_干，單位體積干濕巖屑質量比為Δm_比=Δm_干/Δm_濕，排除泥漿吸附作用后的巖屑質量為：m_濕×Δm_比。

技術領域

本發明屬于鉆井施工技術領域，尤其涉及一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法。

背景技術

在鉆井施工過程中，一些大位移、大斜度等井型由于巖屑攜帶不完全、井內出現掉塊會導致井眼清潔不良、井壁不穩定的現象，進而容易形成卡鉆、井塌等事故。目前鉆井施工中的井眼清潔度與井壁穩定性監測一般通過人工坐崗觀察，不準確，不能對井眼清潔度和井壁穩定性進行實時的定量化監測。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種井眼清潔度與井壁穩定性定量化實時監測方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明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：

即

式中：