[發明專利]一種基于精細控壓法的深水下套管方法

有效

• 申請號: 202011073574.3
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112065378B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 袁彬;李俊蝠;徐璧華;謝應權;袁坤峰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;E21B47/06;E21B21/08;E21B7/20;G06F30/20
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

1.一種基于精細控壓法的深水下套管方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定目的層的安全壓力窗口，所述安全壓力窗口的計算方法為：

P_L＝Max{P_p,P_c}+P_r＜P_w＜P_U＝min{P_b,P_l} (1)

式中：P_L和P_U分別為安全壓力窗口的下限和上限，MPa；P_p和P_c分別為孔隙壓力和坍塌壓力，MPa；P_b和P_l分別為地層破裂壓力和漏失壓力，MPa；P_w為井筒壓力，MPa；P_r為隔水管安全余量壓力，MPa；ρ_p和ρ_w分別為地層孔隙壓力的當量鉆井液密度和海水密度，g/cm³；PKB為補心海拔高度，m；h_w為水深，m；h為井筒任意位置深度，m；g為重力加速度，m/s²；

S2：計算出當前密度下整個下套管過程中可能產生的最大抽吸壓力，并計算產生所述最大抽吸壓力時壓穩地層所需的靜液柱壓力對應的當量密度；

所述最大抽吸壓力為當前密度下整個下套管過程中波動壓力的最小值，所述波動壓力的計算方法為：

式中：ν為鉆井液流速，m/s；P_s為波動壓力，MPa；z為距離，m；t為時間，s；ρ為鉆井液密度，g/cm³；C為壓力波傳播速度，m/s；P_f為單位長度的摩阻壓降，MPa/m；

所述當量密度的計算方法為：

式中：ρ_l為當量密度，g/cm³；P_smin為最大抽吸壓力，MPa；

S3：調節鉆井液性能，并將鉆井液密度降至所述當量密度；

S4：根據套管下入速度計算下單根套管的關注點最大波動壓力，并計算出需要降低鉆井液液面的最大高度；

所述最大高度為根據產生的最大波動壓力需要降低鉆井液液面高度的最大值，下單根套管需要降低鉆井液液面的最大高度的計算方法為：

式中：L_max為下單根套管需要降低鉆井液液面的最大高度，m；P_s(ν_c)_max為最大波動壓力，MPa；

S5：判斷所述最大高度是否大于隔水管長度；

若是，則通過降低套管下入速度控制井筒壓力，套管下入速度的降低程度通過下式進行計算：

P_s(v_c)＜P_U-ρg(H-h_r) (7)

式中：P_s(ν_c)為套管下入速度ν_c條件下的波動壓力，MPa；H為井深，m；h_r為隔水管長度，m；

若否，則維持原有套管下入速度，通過調節隔水管中液面高度，從而控制井筒壓力，隔水管中液面高度的調節范圍如下：

式中：H為井深，m；P_s(ν_c)為套管下入速度ν_c條件下的波動壓力，MPa；L為下單根套管需要降低鉆井液液面的高度，m；

S6：當單根套管下到位后，開始向套管中灌入泥漿；

S7：判斷套管是否下至目的層；若是，則下套管結束；若否，則重復步驟S4-S7，下入下一段套管。

2.根據權利要求1所述的基于精細控壓法的深水下套管方法，其特征在于，通過控制平臺增壓泵和海底泵的排量，調節隔水管中鉆井液液面高度，從而控制井筒壓力。

3.根據權利要求1或2所述的基于精細控壓法的深水下套管方法，其特征在于，步驟S3中，調節鉆井液性能時，還包括降低所述鉆井液的屈服值和粘度的步驟。