氣體鉆井空井壓井方法技術

本發明專利技術公開了一種氣體鉆井空井壓井方法，特別是一種應用于鉆井井控領域的氣體鉆井空井壓井方法。本發明專利技術提供一種可在氣體鉆井打開氣層后空井的情況下進行壓井，并可以有效保護油氣層的氣體鉆井空井壓井方法，包括以下幾個步驟：A、根據計算出泵排量、泥漿密度、泥漿粘度、井口回壓；B、使井口回壓達到前一步驟計算出的井口回壓。C、配制泥漿；D、將配置泥漿通過鉆柱注入井內；E、控制井口回壓；F、將回壓調至0；G、循環進行步驟B至F。本申請，可在氣體鉆井打開氣層后空井的情況下進行壓井，可以保護油氣層。彌補了現有技術中從空井筒到建立泥漿循環這個過程尚無完整的方法，大多依賴于經驗，準確性及可靠性不高的缺陷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種氣體鉆井空井壓井方法，特別是一種應用于鉆井井控領域的氣體鉆井空井壓井方法。
技術介紹
氣體鉆井具有以下優點：①鉆進速度快，建井周期短；②能夠大大減少生產開支，提高油氣的產量；③能夠避免井漏的發生；④克服水敏性頁巖坍塌；⑤能夠有效的保護儲層等優點。因此，氣體鉆井技術將是解決我國非常規油氣生產難題的有效途徑之一。氣體鉆井打開儲層后需要壓井進行后續作業，與常規壓井條件不同的是氣體鉆井井筒內為氣體，無泥漿，如要壓井需注入泥漿建立循環，進行壓井作業，且在一定的施工條件下，泥漿返出井口后還沒將井壓住，之后也不會將井壓住。從空井筒到建立泥漿循環這個過程目前尚無完整的方法，大多依賴于經驗，因此現有技術中還沒有一種可在氣體鉆井打開氣層后空井的情況下進行壓井，并可以有效保護油氣層的氣體鉆井空井壓井方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種可在氣體鉆井打開氣層后空井的情況下進行壓井，并可以有效保護油氣層的氣體鉆井空井壓井方法。為解決上述技術問題本專利技術采用的氣體鉆井空井壓井方法，包括以下幾個步驟：A、根據零流模型計算出泵排量、泥漿密度、泥漿粘度、井口回壓；B、關井，使井口回壓達到A步驟計算出的井口回壓；C、按照A步驟計算出的泥漿密度、泥漿粘度配制泥漿；D、開泵，將C步驟中配置好的泥漿按照A步驟計算出的泵排量通過鉆柱注入井內；E、控制井口回壓，保證產氣量不為0之前無鉆井液返出井口；>F、液體返出井口后將回壓調至0；G、循環進行步驟B至F。進一步的是，在所述E步驟中采用調節井口流量閥的方法來控制井口回壓。進一步的是，所述G步驟中的循環時間為30分鐘。本專利技術的有益效果是：本申請基于零液流理論的氣體鉆井空井壓井方法，可在氣體鉆井打開氣層后空井的情況下進行壓井，可以有效保護油氣層。彌補了現有技術中從空井筒到建立泥漿循環這個過程尚無完整的方法，大多依賴于經驗，準確性及可靠性不高的缺陷。附圖說明圖1是Kelessidis流型分布圖；圖2是2MPa的井口回壓時產氣量隨壓井時間變化圖；圖3是2MPa的井口回壓時動液面高度隨壓井時間變化圖；圖4是5MPa的井口回壓時產氣量隨壓井時間變化圖；圖5是5MPa的井口回壓時動液面高度隨壓井時間變化圖。具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。本專利技術的氣體鉆井空井壓井方法。為解決上述技術問題本專利技術采用的氣體鉆井空井壓井方法，包括以下幾個步驟：A、根據零流模型計算出泵排量、泥漿密度、泥漿粘度、井口回壓；B、關井，使井口回壓達到A步驟計算出的井口回壓；C、按照A步驟計算出的泥漿密度、泥漿粘度配制泥漿；D、開泵，將C步驟中配置好的泥漿按照A步驟計算出的泵排量通過鉆柱注入井內；E、控制井口回壓，保證產氣量不為0之前無鉆井液返出井口；F、液體返出井口后將回壓調至0；G、循環進行步驟B至F。所說的工程設計中的參數基于零液流模型計算，零液流模型為：其假設條件及簡化因素，如下：(1)模型滿足流體力學三大基本方程，即：連續性方程、動量方程、能量方程；(2)氣液滑脫損失100％；(3)該模型與基本多相流識別準則相似，但識別轉化點以及壓降計算模型不同。零凈液流量氣液兩相流流動的主要流型近似為段塞流和攪動流。低氣相流速時表現為段塞流，高氣相流速時表現為攪動流。零凈液流量氣液兩相流的摩擦阻力壓力降可表示為：ΔPF=LpLs+Lf(τsπDLsA+τfπLfA)]]>式中：ΔPF——摩擦阻力壓力降，pa；Lp——管流長度，m；τs——液彈區壁面切應力，pa；π——圓周率；τf——液膜壁面切應力，pa。τf和Lf需對Taylor氣泡區聯合應用動量平衡和質量平衡方可算出。采用與Taitel&Dukler相類似的方法，可導出Taylor氣泡區液膜流的動量平衡方程和質量平衡方程分別為：τfπDHf+τiSi(1Hf+11-Hf)-(ρL-ρG)gA=0]]>(1-hf)(vt-vGF)＝(1-Hs)(vt-vs)式中τi與Si分別為相界面的切應力和濕周，υGf為液膜區氣相流速。氣液界面的摩擦系數采用Wallis建議的關系式。液膜壁面摩擦阻力系數、液彈區壁面摩擦阻力系數與非牛頓流體的特性參數n和K有關，引入非牛頓摩擦流體阻力系數計算式如下：f=16ReMR(ReMR<2000)]]>1f=4n0.75log[ReMR(f)1-n/2]-0.4n1.2(ReM2R≥2000)]]>式中ReMR是Metzner-Reed通用雷諾數，定義為：ReMR=DHnv2-nρK8(6+2/n)n]]>式中：DH——水力直徑，m；n——非牛頓流體流性指數；v——管流速度，m/s。零液流量氣提流動的總壓力降由重位壓力降和摩擦阻力壓力降組成：式中：Δpt——管流總壓降，Pa；Δpf——管流摩阻壓降，Pa；hl——持液率；lp——測試管長，m；ρl——液相密度，kg/m3；ρg——氣相密度，kg/m3。零液流量氣相表觀流速度可表示為：vm=QgA=vsg]]>HL=1.5hs(1-vsgvt),(vsg<2.5m/s)]]>HL=hs(1-vsgvt),(vsg≥2.5m/s)]]>式中：vm——混合物流速，m/s；Qg——氣相流量，m3/s；A——管流面積，m2；vsg——氣相表觀流速，m/s；hs——液彈持液率；vt——Talylor氣泡平移速度，m/s。其中，液彈持液率可用Gregorg關系式表示：vt是Talylor(泰勒)氣泡平移速度vt，可表示為：vt＝covm+vd式中飄移速度：vd=0.35gd(ρL-ρg)/ρL]]>段塞液塞區、氣塞區長度以及長泡的持液率計算：凱萊西迪斯研究發現：當液體段塞的長度小于臨界穩定段塞長度時，將會出現攪動流態，最小穩定段塞的液彈長度為14D。對于穩定段塞，隨著氣液量的變化，穩定液體段塞的長度無明顯變化。凱萊西迪斯對于環空管提出計算公式：LsD=22.96(Cvmvrc+1)]]>式中：Ls——穩定液塞長度，m；D——環空當量直徑，m；vrc——氣泡在同心環空液體中的穩定上升速度，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
氣體鉆井空井壓井方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：A、根據零流模型計算出泵排量、泥漿密度、泥漿粘度、井口回壓；B、關井，使井口回壓達到A步驟計算出的井口回壓；C、按照A步驟計算出的泥漿密度、泥漿粘度配制泥漿；D、開泵，將C步驟中配置好的泥漿按照A步驟計算出的泵排量通過鉆柱注入井內；E、控制井口回壓，保證產氣量不為0之前無鉆井液返出井口；F、液體返出井口后將回壓調至0；G、循環進行步驟B至F。

【技術特征摘要】
1.氣體鉆井空井壓井方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：
A、根據零流模型計算出泵排量、泥漿密度、泥漿粘度、井口回壓；
B、關井，使井口回壓達到A步驟計算出的井口回壓；
C、按照A步驟計算出的泥漿密度、泥漿粘度配制泥漿；
D、開泵，將C步驟中配置好的泥漿按照A步驟計算出的泵排量通過鉆柱注入井內；
E、控制井口回壓，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏納，
申請(專利權)人：西南石油大學，
類型：發明
國別省市：四川;51