[發明專利]一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫系統及方法

在審

• 申請號: 202210019085.2
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114687688A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 馮明;楊恒林;王元;付利;郭凱杰;陳剛
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司
• 主分類號: E21B21/08
• 分類號: E21B21/08;E21B21/00;E21B47/00;E21B47/07;G06F30/20;G06Q50/02
• 代理公司: 北京頤合中鴻律師事務所 11819
• 代理人: 劉巧月

本發明公開了一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫系統及方法，屬于鉆井工程技術領域，該系統包括鉆具組合、地面降溫裝置、頂驅及泥漿泵、固控設備等。所述鉆具組合包括旋轉導向工具、螺桿馬達、鉆桿。同時，本發明還公開了一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫方法。本發明采用理論分析和結合現場試驗數據擬合等方法模擬鉆井液井底循環溫度，通過調整鉆井液密度、泥漿泵排量、鉆具組合、鉆具組合的轉數等來模擬和觀測不同參數對鉆井液井底循環溫度的情況，為深層高溫鉆井現場施工參數優化提供參考依據。

技術領域

本發明涉及鉆井工程技術領域，特別涉及一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫系統及方法。

背景技術

瀘州區塊位于川南低褶帶陽高寺構造群，地表由新到老依次出露第四紀、白堊系、侏羅系及三疊系地層，主體以侏羅系地層為主，局部出露三疊系、第四紀地層。目的層為志留系龍馬溪組，垂深3500-4300m，作為表征大地熱流的瀘州區塊地溫梯度約為3℃/100m，大地熱流是表征由地球內部向地表傳輸并在單位面積上散發的熱量，它是地球內部各種動力學過程的能量平衡在地表最直接的反映，在數值上大地熱流值等于地溫梯度與地層熱導率之積，實測電測數據表明龍馬溪地層溫度約128～145℃。龍馬溪組地層采用油基鉆井液鉆進，與水基鉆井液相比，油基鉆井液的低比熱容具有保溫作用，水平段鉆進時井底實測溫度可達140℃以上，導致旋轉導向系統MWD/LWD模塊中的電子元件失效、馬達動力工具脫膠、堵塞流道，引起頻繁起下鉆更換旋轉導向工具，嚴重影響深層頁巖氣水平井鉆井提速提效，因此研究連續的鉆井控溫方法來保障長水平井高效鉆進非常必要。

目前，用于鉆井液井底降溫的相關技術及設備多采用地面降溫的方法，即通過降低鉆井液的入井溫度來對井筒內的鉆井液進行降溫。但是，通過相關理論模型的計算結果和現場的采集數據發現，地面降溫裝置降低鉆井液入井溫度的辦法僅能部分降低鉆井液的井底循環溫度，還需優化鉆井參數來實現進一步的井下控溫的方法。

現階段而言，研究人員通過大量的理論分析和現場井下溫度試驗數據擬合的方法開展了控溫方法的研究，對各項鉆井工藝參數對鉆井液井底循環溫度的影響開展了敏感性分析。

現有技術中，亟需一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫系統及方法。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種高溫頁巖氣長水平井鉆井控溫系統及方法，采用理論分析和結合現場試驗數據擬合等方法模擬鉆井液井底循環溫度，通過調整鉆井液密度、泥漿泵排量、頂驅的轉數、鉆具組合等來模擬和觀測不同參數對鉆井液井底循環溫度的情況，為深層高溫鉆井現場施工參數優化提供參考依據。

本發明的實施例是這樣實現的：