[發明專利]一種井底壓力預測的方法及系統

有效

• 申請號: 201910158477.5
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109854237B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王貴;杜輝;蒲曉林;文杰;徐生江;劉可成;戎克生
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 杜陽陽

本發明公開了一種井底壓力預測的方法及系統，所述方法包括：對所述井進行分段；計算各段鉆屑濃度，所述鉆屑濃度為鉆屑在環空中的體積濃度；計算各段鉆井液有效密度和鉆井液流變參數；確定各段環空壓耗；根據各段所述環空壓耗，計算井底壓力。本發明通過考慮鉆屑對鉆井液流變性的影響，能夠提高井底壓力預測的準確率，使預測得到的井底壓力更接近于真實的井底壓力。

技術領域

本發明涉及石油與天然氣鉆井技術領域，特別是涉及一種井底壓力預測的方法及系統。

背景技術

大位移井廣泛應用于頁巖氣等非常規地層，大位移井廣泛使用的原因是它與產層的長度接觸相對較長，在大位移井鉆井作業期間，最大的問題之一是預測井底壓力，若對井底壓力的預測不準確可能導致一些危險的鉆井事故，例如井漏、井壁失穩、卡鉆等，這些事故表明，在鉆井作業的整個過程中井底壓力預測是至關重要的。井底壓力的可靠預測不僅取決于工程參數，還取決于鉆井液的性質，如密度和流變性。尤其是流變學與預測井底壓力時摩擦系數的計算直接相關。因此，為了獲得可靠的壓力損失預測，準確地確定鉆井液的流變參數顯得很重要。然而鉆屑對鉆井液流變性的影響幾乎沒有受到關注，更不用說考慮鉆屑對井底壓力的影響了。

長期以來，由于含鉆屑的鉆井液流變參數的量測，油氣鉆井工程井底壓力的預測方法忽略鉆屑對環空鉆井液流變性質的影響。然而，事實上，在鉆井作業中，鉆屑必然進入井筒環空，會對鉆井液性能產生不同程度的影響。在水平井鉆井過程中，由于鉆屑與鉆井液的長時間相互物理化學作用，鉆屑在鉆井液中的水化分散、造漿，勢必會引起鉆井液流變參數的改變，尤其是在頁巖地層長水平裸眼段鉆進時，更應當考慮鉆屑對鉆井液的影響。XinLi等(2017)公開了一種考慮鉆屑的裸眼極限延伸長度預測方法，但也僅僅考慮了鉆屑對鉆井液密度的影響，并未考慮鉆屑對鉆井液流變參數的影響。因此，亟需一種綜合考慮頁巖鉆屑對鉆井液流變學及密度影響，進而準確預測井底壓力。

發明內容

本發明的目的是提供一種井底壓力預測的方法及系統，通過考慮鉆屑對鉆井液流變性的影響，從而提高井底壓力預測的準確率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種井底壓力預測的方法，所述方法包括：

對所述井進行分段；

計算各段鉆屑濃度，所述鉆屑濃度為鉆屑在環空中的體積濃度；

計算各段鉆井液有效密度和鉆井液流變參數；

確定各段環空壓耗；

根據各段所述環空壓耗，計算井底壓力。

可選的，所述計算各段鉆屑濃度，所述鉆屑濃度為鉆屑在環空中的體積濃度，具體包括：

根據鉆井參數，設定第一鉆屑濃度；

根據所述第一鉆屑濃度，計算鉆井液流速；

根據所述鉆井液流速，計算鉆井液表觀粘度；

根據所述鉆井液表觀粘度，計算鉆屑滑移速度；

根據所述鉆井液流速和所述鉆屑滑移速度，計算攜巖效率；

根據所述攜巖效率，計算第二鉆屑濃度

其中，C_S2j表示第j段第二鉆屑濃度，q_s表示鉆屑流量，F_Tj表示第j段攜巖效率，q_m表示鉆井液流量；

獲取鉆屑濃度差值，所述鉆屑濃度差值為所述第一鉆屑濃度值和所述第二鉆屑濃度值之差的絕對值；

判斷所述鉆屑濃度差值是否小于預設差值；