关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准版)

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油气上窜速度计算方法的完善措施研究

油气上窜速度计算方法的完善措施研究

油气上窜速度计算方法的完善措施研究摘要:为了研究钻井过程中油气上窜速度计算方法的完备性,防止溢流等复杂工况,确保油气田安全高效的开采。

本文基于笔者西部钻探克拉玛依钻井公司实际工作经验,针对近年来笔者遇到的高压油气井的油气上窜速度规律展开探讨,为同行提供建设性意见。

关键词:钻井;油气上窜;速度;计算1引言随着石油工程开采技术的提升,边远、小型、高压油气藏正在不断被开发,在储量动用前,由于地层资料缺失和计算误差对地层压力往往把握不稳。

给后续开采带来一定安全隐患,而在石油工程环节就需要进行一定程度的实验计算极大降低前期地质勘探误差,防止溢流等复杂工况,确保油气田安全高效的开采。

在此本文基于笔者西部钻探克拉玛依钻井公司实际工作经验,针对近年来笔者遇到的高压油气井的油气上窜速度规律展开探讨,为同行提供建设性意见。

2传统油气上窜速度计算中误差原因分析油气上窜为钻井过程中常见现象,需要预先核算并制定相关应急措施防止事故发生。

该工况具体定义为:钻井过程中,当相应油气储层被打开后,由于地层异常压力诱发长时间或者短暂油气层压力大于钻井液液柱压力,在异常压差作用下油气涌入钻井液并上涌喷出井筒的现象。

而相关技术人员为防止井喷事故,制定合适钻井液和相关循环工艺进行压井就必须事先核算油气上窜速度。

顾名思义,单位时间内油气上窜移动的距离为油气上窜速度。

而不同算法得出的油气上窜速度往往因为计算方法和取值的不同产生相应误差。

根据笔者工作所知,当前业内最为普遍的计算方法有迟到时间法和体积法两种。

而体积法较为粗放,通常用于预估或者数据收集不全情况下,具体使用过程中主要受井眼环空体积的影响导致较大误差。

所以相关企业大多选用迟到时间法,根据相关仪器进行气测录井,然后根据相应数据资料通过软件充分核算油气上窜速度。

该方法通用计算公式为:V=[H油-(H钻头t显/t迟)]/T静其中,V,代表油气上窜速度,m/h;H油,代表相应油气储层深度,m;H钻头,代表循环钻井液时钻头的深度,m;t迟,代表气测迟到时间,min;t显,代表从开泵循环至见油气显示的时间,min;T静,代表上次起钻停泵至本次开泵的间隔静止时间,h;根据公式可以看出,各参数数据测点都能直接或间接影响计算结果。

短程起下钻检测油气上窜速度的计算方法

短程起下钻检测油气上窜速度的计算方法

短程起下钻检测油气上窜速度一、短程起下钻的目的起钻时的抽汲很可能造成井底压力小于地层压力,并引起溢流。

所以,起钻前应检查井底压力能否平衡地层压力,判断是否会发生抽汲溢流。

二、短程起下钻做法短程起下钻有两种基本作法:1.一般情况下试起10柱~15柱钻具,再下入井底(可在静止一段时间,活动钻具但不开泵循环),然后开泵循环一周以上,观察并测量返出的钻井液,若钻井液无油气侵,或根据油气上窜时间判断,若满足起钻要求,则可正式起钻;否则,应循环排除油气侵,并适当提高钻井液密度,以达到起钻过程中不发生溢流的目的。

2.特殊情况时(需长时间停止循环或井下复杂时),将钻具起至套管鞋内或安全井段,停泵检查一个起下钻周期或需停泵工作时间,若井口无外溢,则再下入井底循环一周以上,正常后起钻。

三、油气上窜速度计算油气上窜速度的计算有两种方法,迟到法和体积法,迟到法较为简单、也较为准确。

1.迟到法计算油气上窜速度油气上窜速度V上=(油气层深H2-钻头处井深H1×循环见油气时间T2/迟到时间T1)/(短程起下钻时间T3+静止时间T4)。

2.体积法计算油气上窜速度油气上窜速度=(油气层深H2-泵排量Q×循环见油气时间T2/ )/(短程起下钻时间T3+静止时间T4)。

环空每米容积V上=60*(H2-76433*Q*T2/(D*D-d*d))/(T3+T4)式中:V上-油气上窜速度m/h,H2-油气层深m,Q-排量l/s,T2-循环见油气时间min,D-井径mm,d-钻杆内径mm,T3-短程起下时间min,T4-静止时间min。

四、安全周期安全周期<油气层深H2/上窜速度V上。

实际施工过程中,当起钻、保养设备、等停及下钻时间总计在未达到安全周期时间之前必须结束、开始循环或钻进,这样才能确保井控安全。

二○一一年五月地层强度试验在钻进施工中,通常通过地层强度试验了解地层承压能力的大小,地层强度试验的目的主要有两个:一是了解套管鞋处地层破裂压力值;二是钻开高压油气层前了解上部裸眼地层的承压能力,包括发生井漏,经过堵漏的地层。

关于起钻时安全油气上窜速度探讨

关于起钻时安全油气上窜速度探讨

关于起钻时安全油气上窜速度探讨目前,中石化对进入气层后起钻前的油气上窜速度要求十分严格,比如中石化安全技术规范Q/SHS0003.1-2004中规定油气上窜速度不得高于10m/h,川东北含硫天然气井安全技术规范中规定起钻前油气上窜速度不得高于30m/h,而中石油或石油天然气行业标准并无如此规定,比如钻井井控技术规程SY/T6426-2005、石油天然气安全规程AQ2012-2007中并未在起钻前有如此规定。

近几年的生产管理统计结果表明,这些规定并未有效起到防止出现井涌溢流等复杂情况及事故,反而给生产管理带来很大的难度,不但增加了井漏及井控风险,也加重了对油气层的污染程度,并严重影响开发进度。

下面就起钻前油气上窜速度控制什么范围内合理进行探讨:一、天然气在井筒中的运动规律天然气在储层中根据组分的不同一般以气态或者气液两相存在,由于储层压力很高,气体被高度压缩,相对密度较大。

当储层被揭开后,储层岩屑气、交换气、溢流气变混入钻井液中,天然气气泡此时的受力主要为浮力、自身重力G和界面张力。

上窜的主要动力F上窜=-N 界面其中F浮应遵循阿基米德定律,F浮=p钻井液gV =pg пr3 自身重力G=p天然气Vg 界面张力与钻井液结构强度及气泡表面积有关N界面=k..S=k .4/3пr2 由上面的关系式可以知道,如果密度差产生的上浮力大于界面张力,气泡就能自动加速上升,如果界面张力大于上浮力,气泡就被包在钻井液中不上升,但现场一般都要求钻井液具有良好的脱气性,钻井液胶粒之间的结构力以及与气泡间的界面张力一般都小于上浮力,因此,天然气进入钻井液中后会自动上升。

当液柱压力已经高于地层压力时,储层气体不会大量自动进入井筒,但在一段时间内还存在少量交换气和渗透气进入井筒,如果为了降低后效全烃值而不断提高钻井液密度,这将导致进入井筒的气泡受到的浮力增大,在流变性保持不变的情况下,这将使气泡上升的速度加快。

另外气泡在上窜过程中也遵循PV=nRT定律,R为常数,当n值一定,温度T影响很小的情况下,气泡体积V基本与液柱压力P成反比,也就是说气泡在上升过程中体积不段增加,密度不断降低,与钻井液的密度差越来越大,受到的浮力也越来越大,当然体积增加了,表面积也增加了,但是表面积的增加幅度是比体积增加的幅度小,一个是r2 ,一个是r3,由此分析得出气泡在上。

油气上窜速度的计算及应用

油气上窜速度的计算及应用

油气上窜速度的计算及应用武庆河(中原油田录井公司)一、引言储层被打开的油气侵入井筒,并沿井眼上窜是一种常见的现象。

油气上窜速度与地层压力、钻井液参数等因素直接相关。

准确地检测、计算出油气上窜速度是提高其应用价值的关键,因此,必须正确理解和应用计算公式中的每一项参数。

在油气勘探过程中,钻井施工人员对井涌的发生特别敏感。

在测后效循环时,一旦出现井涌情况,就立即盲目提高钻井液密度,结果造成对油气层的损害,测试结果常常出乎人们的意料之外。

要保护油气层,必须使油气上窜速度保持一定的数值。

上窜速度过快,可能导致严重的井涌或井喷事故的发生;上窜速度过慢,油气层又可能被压死。

所以。

在录井过程中,要密切注意对上窜速度的跟踪分析,指导钻井液密度的合理调整,保护油气层。

二、上窜速度的计算上窜速度的计算一般采用下列公式。

1、迟到时间法V上窜=[H-(H B/T C)×(T j-T k)]/T jz (1)2、体积法V上窜=[H×Q(T j-T k)/V c]/T jz (2)3、全烃曲线法V上窜= Q(T fj-T k)/V c×T jz(3)——油气上窜速度,m/h。

H——油气层深度,m。

H B——循环钻井液时钻头位置,式中:V上窜m。

T j——见油气显示时间,hh:mm。

T C——钻头位置所对应的迟到时间,min。

T k——开泵时间,hh:mm。

Q——排量,L/min。

V c——裸眼环空每米理论容积,L。

T fj——在全烃曲线上油气显示值开始下降的时间,hh:mm。

T jz——上次起钻停泵至本次开泵钻井液静止时间,h。

上窜速度计算过去一直是采用公式(1)、(2),公式(3)是以公式(1)、(2)为基础推导出来的,经过多口井的应用证明该公式正确。

从公式(3)可以看出:一是由于其计算上窜速度只与出现显示时的排量有关,不考虑从开始循环到出现显示之间变泵的影响,消除了有关排量的影响因素。

二是所采用时间为(Tfj-Tj),该时间可直接从气测曲线上读取,并且由于(Tfj-Tj)一般小于公式(1)、(2)中的(T j -Tk),因此该时间段内停泵、变泵的几率很小。

油气上窜速度计算

油气上窜速度计算

油气上窜速度计算在钻井过程中,当钻穿油、气层后,因某种原因起钻,而到下次下钻循环时,常有油气侵现象,这就是在压差作用下的油气上窜。

单位时间内油气上窜的距离称油气上窜速度,其计算公式如下:V=H/T其中:H=H1—H2H2=排量(l/s)×未气侵泥浆返出时间(s)/每米井眼环空容积(l/m)式中:V—油气上窜速度,米/小时。

H—油气上窜高度,米。

T—静止时间,小时。

H1—油气层xx,米。

H2—未气侵泥浆的xx,米。

H –60Q/V·(T1-T2)u==———――――――――――――(1—4一1)T0上式中u——油气上窜速度,m/h;H——油气层深度,m;Q——钻井泵排量,L/s;T1——见到油气显示时间,min;T2——下完钻后的开泵时间,min;V----单位长度井眼环空的理论容积,L/m;T0——井内钻井液静止时间,min。

例:某井在2 160 m钻遇油气层后即循环钻井液,18:00开始停泵起钻,次日14:00下完钻开泵,开泵后14:20发现钻井液油气侵,当时钻井泵排量为18L/s,该井环形空间每1 m容积为24 L,问油气上窜速度是多少?解:由题意已知:H=2 160 m,Q=18 L/s,V=24 L/mT1=14:20,T2=14:00R=(24—18)+14=20 h将已知数据代入式(14-1),则H –60Q/V·(T1-T2) 2160- (60×18)/24×(14:20-14:00)U==------------------------ == ---------------------------------------==63 (m/h)T020答:该井油气上窜速度为63 m/h。

深水钻井油气上窜速度的一种计算方法

深水钻井油气上窜速度的一种计算方法

工艺技术深水钻井油气上窜速度的一种计算方法蒋钱涛①㊀曹鹏飞②㊀关利军①㊀杜克拯②㊀周志军②(①中海石油(中国)有限公司深圳分公司;②中海油能源发展股份有限公司工程技术深圳分公司)蒋钱涛,曹鹏飞,关利军,杜克拯,周志军.深水钻井油气上窜速度的一种计算方法.2019,30(4):40G43摘㊀要㊀油气上窜速度是现场进行油气层评价和井控安全评估的重要参数.在南海东部海域深水作业过程中,使用常规油气上窜速度计算方法,发现计算结果会产生较大误差.通过使用泵冲数与容积相结合的方法,并在开启增压泵的情况下引入有效泵冲数,解决了增压泵开启对油气上窜速度计算的影响.通过在南海东部多口深水井的现场实际应用表明,该计算方法正确可靠㊁效果明显,为钻井和井下作业安全施工提供了重要依据.关键词㊀泵冲数㊀深水㊀增压泵㊀钻具排替㊀油气上窜㊀速度中图分类号:T E132.1㊀㊀文献标识码:A㊀㊀D O I :10.3969/j.i s s n .1672G9803.2019.04.008㊀蒋钱涛㊀工程师,1982年生,2007年毕业于长江大学地球科学学院资源勘查工程专业,现在中海石油深圳分公司勘探部从事海上油气勘探工作.通信地址:518067广东省深圳市南山区后海滨路3168号中海油大厦A 座.电话:(0755)26022624.E Gm a i l :j i a n g qt @c n o o c .c o m.c n 0㊀引㊀言随着世界对石油资源需求的不断增长,对深水区油气资源勘探开发势在必行.深水区作为近年来勘探的重点,钻井数量呈逐年上升趋势,必然对传统录井方法及工艺提出新的挑战,准确计算油气上窜速度即是其中的一项课题.油气上窜是指钻开油气层后,在油气层压力与钻井液液柱压力的压差作用下,地层中的油气以扩散㊁渗滤两种途径进入井筒钻井液中,并沿井筒向上移动的现象.油气上窜速度是指单位时间内油气上窜的距离.油气上窜速度是定性反映油气活跃的一个重要数据,其计算也是钻井施工现场一项非常重要的工作,它的准确与否直接影响施工现场的井控安全,如果油气上窜速度计算不准确,很容易导致井涌㊁井喷等井控事故[1].在南海东部海域深水钻探作业中,油气上窜速度受多种因素影响,比如长隔水管及增压泵的使用,会使岩屑稳定上返被打乱,而传统的计算方法未能有效排除影响因素,导致与实际的油气上窜速度存在较大误差.这使得依据传统计算方法所得的油气上窜速度不能有效㊁合理地评价油气层和评估井控安全,甚至形成对井筒压差的误判,造成工程事故.为此,分析油气上窜速度计算影响因素,有针对性地改进计算方法对深水钻探作业十分必要.1㊀油气上窜速度的常规计算方法现场常用的油气上窜速度计算方法主要有迟到时间法㊁容积法和泵冲数法[2].迟到时间法:v =[H -(h /t )(t 1-t 2)]/t 0(1)式中:v 为上窜速度,m /h ;H 为油气层顶深,m ;h 为循环时钻头深度,m ;t 为钻头位置的迟到时间,m i n ;t 1为见到油气显示的时刻,m i n ;t 2为下钻至井深h 的开泵时刻,m i n ;t 0为钻井液静止时间,h .容积法:v =[H -(Q /V c )(t 1-t 2)]/t 0(2)式中:Q 为钻井液循环排量,L /m i n ;V c 为环空理论每米容积,L /m .泵冲数法:v =[H -(h /S 1)S 2]/t 0(3)式中:S 1为钻头所在位置的迟到泵冲数,无量纲;S 2为见油气显示时总泵冲数,无量纲.上述3种方法具备涉及参数少㊁计算简单㊁使用方便等优点,在现场应用时间较长.但缺点也是显而易见的,因其公式过于简化,计算时没有排除气管线延迟㊁环空尺寸变化㊁钻具排替等因素的影响,故计算结果准确性相对较差[3]. 04 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年12月2㊀深水钻井工艺对计算结果影响因素分析在深水作业中,需要下入较长的隔水管来完成钻井液的循环,隔水管的直径较大,井眼直径则随井身结构的改变而逐渐变小,这导致井眼内的环空分为上㊁下两部分:下部自井底至海底井口,由钻杆与裸眼或者套管之间的环空形成,上部自海底井口至转盘面,由隔水管与钻杆之间的环空形成,并且上部环空体积相对下部较大.这就造成了钻井液由井底上返至井口的过程中,因环空截面发生变化,钻井液稳定上返被打乱,对钻井液及岩屑的迟到时间造成影响.另外深水钻井过程中为了加速钻井液在隔水管内的上返速度以及减少岩屑在海底井口的滞留时间,要在隔水管底部增设增压泵辅助钻井液循环,而增压泵的应用改变了钻井液在隔水管中的总排量,使实际迟到时间在计算过程中受到钻井液排量改变的影响(图1).图1㊀深水钻井液循环示意钻具排替作用是指起下钻或短起下钻测后效期间,钻具下入后替换部分钻井液而导致油气侵(后效)液面上升的作用.钻具排替作用按照排替方式不同可分为开排和闭排.开排是指钻具组合未使用浮阀等内防喷工具,钻具水眼双向畅通,排替的体积等于钻具组合本体的体积;闭排是指钻具组合使用浮阀等内防喷工具,钻井液只能单向向下畅通,排替的体积等于钻具组合外径的体积.迟到时间法公式(1)和容积法公式(2)中的t㊁t1㊁t2这三个关键参数,会受钻头下钻到底开泵循环时开泵数量㊁泵冲数变化㊁泵的上水效率等诸多因素影响.一般刚下钻到底开泵循环时,由于钻井液静止时间长,钻井液粘度高,只能使用小排量循环,泵冲数较小,循环一定时间后再提高循环排量,升高泵冲数,并逐渐趋于平稳[4].简单地以(t1-t2)等同于后效气的迟到时间,会使油气上窜速度计算值误差较大.泵冲数法公式(3),由于裸眼尺寸和套管尺寸不同,以及隔水管增压泵的影响,循环时钻头深度h与泵冲数不成比例,若直接使用冲数折算h,则会使油气上窜速度计算值误差很大,故无法直接使用泵冲数折算h.3㊀泵冲数与容积相结合计算油气上窜速度油气上窜速度的计算中不仅要考虑到钻具排替的影响,还要根据钻井现场实际情况,当增压泵开启时,需要排除增压泵对油气上窜的影响.3.1㊀泵冲数与容积相结合计算方法原理从开泵到井口见到油气显示这段时间,钻井液推动油气界面向上运移的高度所对应的环空容积等于环空排出钻井液的体积,即井深h视(单位:m)以上的环空容积,同时油层所在井深H对应的环空容积等于其所对应的排出钻井液的体积.所以井深H与h视之间的环空容积,等于实际见油气显示时相对油气层深度处少排出的钻井液体积.故可以将环空容积与钻井液体积进行关联,进而与泵冲数进行关联.如图2所示,油气层自身上窜至井深h纯上(单位:m),下钻至井深h纯上后,继续下钻,受到钻具的排替作用,油气被向上挤[5],由于此时钻井液的终切(钻井液静止10m i n时所测的切力)较大,可以认可此模型,最终下钻至井深h(单位:m),此时油气被上挤至井深h视.故钻具的排替量等于h纯上与h视之间的环空容积.基于上述两个相等关系分析,可以推导出油气上窜距离,进而得到油气上窜速度.3.2㊀公式推导根据3.1节的分析,井深H与h视之间的环空容积,等于实际见油气显示时比油气层深度处少排出的钻井液体积,据此可得到下列等式:(H-h视)ϕ环面=(S3-S2)q泵h视=H-(S3-S2)q泵/ϕ环面(4)14第30卷㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀蒋钱涛等:深水钻井油气上窜速度的一种计算方法图2㊀下钻过程后效上挤示意式中:h视为经过钻具排替之后的后效气所处的井深,m;S3为油气层深度处的迟到泵冲数,无量纲; S2为见油气显示时的总泵冲数,无量纲;q泵为泵每冲的容积(已考虑泵效),m3;ϕ环面为钻杆外径与裸眼或套管之间的环形面积,m2.根据钻具排替原理[6],可得到下列等式:V闭排=(h-h视)q闭式中:V闭排为钻具闭端排替总量,m3;q闭为钻杆的闭端排替量,m3/m.V环容=(h纯上-h视)ϕ环面式中:V环容为被钻具排替上挤的环空容积,m3;h纯上为后效气原始上窜界面深度(未经钻具排替),m.因为V闭排=V环容(h-h视)q闭=(h纯上-h视)ϕ环面所以等式两端同时除以ϕ环面,得到下式:h纯上=h视-h视q闭/ϕ环面+h q闭/ϕ环面进而得到下式:h纯上=h视(ϕ环面-q闭)/ϕ环面+h q闭/ϕ环面(5)由速度公式可以得到下式:v=(H-h纯上)/t0(6)3.3㊀增压泵开启时油气上窜速度计算方法在后效气返出之前开启增压泵的情况下,公式(4)中的参数需要进行调整.公式(4)中的S3是油气层深度处的迟到泵冲数(返至钻台面),S2是见油气显示时的总泵冲数.由于隔水管增压泵的开启,此时的S3及S2不能直接代入该式进行计算,需要区分油气上返至钻台面和返至水下井口时的泵冲数(图1).这是因为当油气从h视上返至水下井口期间,增压泵不对其上返做功,即增压泵是无效泵冲数,只有上返至隔水管内后,增压泵才对其做功,这是有效泵冲数.另外,作用于立管管汇的钻井液泵,始终对油气的上返做功.由上述分析可知,S3在增压泵开启时,应为自油气层深度处返至水下井口时的迟到泵冲数;同时代替S2带入公式(4)进行计算的应为有效泵冲数,即(S井内立+S隔内)(其中:S井内立为油气返至水下井口时,作用于立管管汇钻井液泵的总泵冲数;S隔内为充满隔水管内容积所需的泵冲数,由理论环空体积公式计算得到).因为S井内立无法直接读取,需用(S2-S隔内)得到一个泵冲数,在录井数据库中可以查询该泵冲数(S2-S隔内)对应的时刻点(此时刻即为油气返至水下井口的时间),然后查询截止至该时刻,作用于立管管汇钻井液泵的总泵冲数,此值即为S井内立,最后使用(S井内立+S隔内)代替S2并代入公式(4)进行计算即可.4㊀应用实例4.1㊀L井概况L井是南海东部海域一口超深水预探井,钻具组合为(914.40mmˑ2580.17m)+(660.40mm ˑ4046.00m)+(444.50mmˑ4496.00m)+(311.15mmˑ5050.00m),套管组合为(914.40mmˑ2580.17m)+(508.00mmˑ4041.21m)+(339.72mmˑ4490.07m).使用149.225mm钻杆钻进,在444.50mm井眼井深4158m处钻遇气测异常显示层,起下钻作业期间钻井液静止时间12h,下钻至4483m开始循环钻井液,测得后效气全量6.3%.4.2㊀计算过程在泵的总冲数为S2=21500(立管+增压泵)时,测得后效气,减去隔水管所需要的泵冲数(S隔内=19014),得到冲数为2486,此时刻对应的立管冲数为S井内立=1414,得到实际后效气通过该冲数从井深4158m处的油气层返到水下井口位置;实际钻进期间,从井深4158m处返出至转盘面所用冲数为23952,S3-(S井内立+S隔内)可得气体上窜冲数3524,对应钻井液体积为78.947m3.因为油气层深度至上层套管鞋深度间的环空容积为16.363m3,所以气体已上窜至20i n(508mm)套管内,需要分段计算:查询q泵每冲的容积为22.86L, q闭为钻杆的闭端排替量17.898L/m,ϕ环面钻杆与24 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年12月508.0mm套管间环空面积为0.1654m2,钻杆与444.5mm裸眼间环空面积为0.1373m2.分段计算上窜高度.444.5mm裸眼段:4158-4041.21=116.79m508.0mm套管内:(78.947-16.363)/0.1654=378.38m所以,总上窜高度为:116.79+378.38=495.17m,h视=3662.83m将上述数据带入公式(5),计算得到:h纯上=3662.83-(3662.83-4483)ˑ0.017898/㊀㊀㊀㊀0.1654=3751.58m已知静止时间为12h,将数据带入公式(6),计算可得v=33.9m/h.4.3㊀应用效果在南海东部海域深水井多次的试验发现,相比其他计算方法,利用泵冲数与容积相结合计算的油气上窜速度排除了增压泵和钻具排替作用对计算结果的影响,与实际情况吻合度更好.表1为多口深水井使用不同上窜速度计算方法得到的结果对比.由表1可见,在C井中,按照迟到时间法计算测井安全时间为63.3h,由于处理测井复杂情况,在超过测井安全时间63.3h后,并未见气体涌出井口的情况发生,之后进行通井作业,使用泵冲数与容积结合法计算油气上窜速度,计算结果与实际情况更为吻合.表深水钻井油气上窜速度各方法计算结果对比5㊀结束语(1)计算油气上窜速度,综合考虑了下钻过程中钻具的排替作用,井身结构对油气上窜速度的影响.(2)在深水井增压泵开启情况下,油气上窜速度计算思路及方法与常规计算方法差别较大,本方法更能真实反映油气上窜的过程及速度.(3)公式推导建立在油气在钻井液中上窜高度与运移时间的基础上,未考虑油气在钻井液中的滑脱上升㊁气体膨胀等因素,有待进一步研究.参㊀考㊀文㊀献[1]㊀李振海,覃保锏,金庭科,等.油气上窜速度计算方法的修改[J].录井工程,2011,22(2):12G13,26.L I Z h e n h a i,Q I NB a o j i a n,J I NT i n g k e,e t a l.M o d i f i c a t i o no f t h e c a l c u l a t i o nm e t h o d o f o i l a n d g a s a s c e n d i n g v e l o c i t y[J].M u dL o g g i n g E n g i e e r i n g,2011,22(2):12G13,26.[2]㊀王守君,刘振江,谭忠健,等.勘探监督手册(地质分册) [M].北京:石油工业出版社,2013.WA N G S h o u j u n,L I U Z h e n j i a n g,T A N Z h o n g j i a n,e ta l.E x p l o r a t i o n s u p e r v i s i o nm a n u a l(G e o l o g i c a l f a s c i c l e)[M].B e i j i n g:P e t r o l e u mI n d u s t r y P r e s s,2013.[3]㊀马春林,黄浩.利用排量倒推法计算地层中油气上窜速度[J].录井工程,2018,29(2):37G41.MAC h u n l i n,HU A N G H a o.C a l c u l a t i o no f o i l a n d g a sa s c e n d i n g v e l o c i t y i n f o r m a t i o nb y d i s p l ac e m e n t i n v e rGs i o nm e t h o d[J].M u dL o g g i n g E n g i n e e r i n g,2018,29(2):37G41.[4]㊀宋广健,严建奇,王丽珍,等.油气上窜速度计算方法的改进与应用[J].石油钻采工艺,2010,32(5):17G19.S O N GG u a n g j i a n,Y A NJ i a n q i,WA N GL i z h e n,e t a l.I m p r o v e m e n t a n d a p p l i c a t i o no f t h e c a l c u l a t i o nm e t h o do f o i la n d g a sa s c e n d i n g v e l o c i t y[J].O i lD r i l l i n g&P r o d u c t i o nT e c h n o l o g y,2010,32(5):17G19.[5]㊀郇志鹏,邱斌,胡剑风,等.油气上窜速度计算方法的改进与现场应用[J].录井工程,2018,29(1):34G37.HU A N Z h i p e n g,Q I U B i n,HUJ i a n f e n g,e t a l.I mGp r o v e m e n t a n d f i e l d a p p l i c a t i o n o f t h e c a l c u l a t i o nm e t h o d o f o i l a n d g a s a s c e n d i n g v e l o c i t y[J].M u dL o gGg i n g E n g i n e e r i n g,2018,29(1):34G37.[6]㊀李基伟,柳贡慧,李军,等.油气上窜速度的精确计算方法[J].科学技术与工程,2014(22):180G184.L I J i w e i,L I U G o n g h u i,L I J u n,e t a l.A n a c c u r a t e c a lGc u l a t i o nm e t h o do f t h eo i l a nd g a su p w a r dc h a n ne l i n gs p e e d[J].S c i e n c eT e c h n o l o g y a n d E n g i n e e r i n g,2014(22):180G184.(返修收稿日期㊀2019G11G27㊀编辑㊀王丙寅)34第30卷㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀蒋钱涛等:深水钻井油气上窜速度的一种计算方法m e t h o d.T h eb e n d i n g d e f o r m a t i o nd e g r e e o f t h e r o c k f o r m aGt i o n i s c h a r a c t e r i z e db y t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r em e t h o d i nd i fGf e r e n t i a l g e o m e t r y.T h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e r a n g eo f t h e l o s t c i r c u l a t i o n i s d e t e r m i n e dw i t ht h e a c t u a l d r i l l i n g c o n d i t i o na s t h e c o n s t r a i n i n g c o n d i t i o n,s o t h a t t h e d i s t r i b u t i o n c h a r a c t e rGi s t i c s o f t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e f i e l dc a nb eu s e dt o i n d i c a t e t h e s t r u c t u r a l f r a c t u r e d e v e l o p m e n t z o n e,s o a s t o a c h i e v e t h e p u r p o s eo f p r e d i c t i n g t h e l o s tc i r c u l a t i o n.T h i s m e t h o dh a s b e e n a p p l i e dt ot h ed r i l l i n g s i t eo fS h u n b e ib l o c ki n N o r t hGw e s tO i l f i e l d.T h er e s u l t ss h o wt h a t t h e p r i n c i p a l c u r v a t u r e m e t h o d c a ne f f e c t i v e l yp r e d i c t t h e l o s tc i r c u l a t i o na n d g u i d e t h ed r i l l i n g s i t et oc a r r y o u tt h es a f e t y a n dh i g he f f i c i e n c y c o n s t r u c t i o n.K e y w o r d s:S h u n b e i b l o c k,p r i n c i p a l c u r v a t u r em e t h o d,f r a cGt u r e,l o s t c i r c u l a t i o n,p r e d i c t i o nL u S h i h a o,F r o n t C o mm a n dB a s e,N o r t h w e s tO i l f i e l dC o m p aGn y,L u n t a i C o u n t y,B a z h o u,X i n j i a n g,841600,C h i n aA p p l i c a t i o no f t h e c o m b i n e dm u d l o g g i n g t e c h n o l o g y i n t h e d i sGc o v e r y o f h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r si n T a i y u a n f o r m a t i o n o f G a n g b e i b u r i e dh i l l.T a nC h a o,W a n g C h a n g z a i,J iL i n g,H u F e n g b o,W a n g X i a o c h e n g,D o n g F e n g a n dX uJ i c e.M u dL o gGg i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):22G28T h ea p p l i c a t i o no fn e wd r i l l i n g t e c h n i q u e ss u c ha sP D C a n dh i g hGp r e s s u r e j e t d r i l l i n g i nT a i y u a n f o r m a t i o no f b u r i e d h i l l s,n o r t h e r n D a g a n g b r i n g s g r e a tc h a l l e n g e st o m u dl o gGg i n g d i s c o v e r y o fs h o w o f g a sa n do i l i nt h i sb l o c k,w h i c h l e a d s t o t h e f a i l u r eo f c o n v e n t i o n a l g e o l o g i c a l l o g g i n g t o f i n d h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r sa n dt h e i r l i t h o l o g y c o m b i n e dc h a r a cGt e r i s t i c s i nT a i y u a nf o r m a t i o ni nt i m e.I no r d e rt of i n do u t t h e g e o l o g i c i n f o r m a t i o no f t h es t r a t a i nt h i sa r e aa n dd e t e rGm i n et h e m o s ts u i t a b l ec o m b i n a t i o n o f m u dl o g g i n g t e c hGn i q u e s f o r t h i sk i n do f o i l a n d g a sd i s c o v e r y,t a k i n g t w oe xGp l o r a t i o n w e l l s o f h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r si n b u r i e d h i l l, n o r t h e r nD a g a n g a s e x a m p l e s,t h e c o m b i n a t i o n s e r i e s a n d a pGp l i c a t i o ne f f e c t o fm u d l o g g i n g m e t h o d s a r e s u mm a r i z e d,a n d t h e l i t h o l o g y a n d p e t r o l i f e r o u s p r o p e r t y o fT a i y u a n f o r m a t i o n a r e r eGr e c o g n i z e d.F i n a l l y,i t i s c o n f i r m e d t h a t t h e c o m b i n e d m u d l o g g i n g t e c h n o l o g y o fc a r b o n a t ea n a l y s i s+t h i ns e c t i o n a n a l y s i s+X R D+X R Fh a sa g o o de f f e c t o nt h e i d e n t i f i c a t i o n o f c o m p l e x l i t h o l o g y a n d r e s e r v o i r i n t h i s a r e a,t h e c o m b i n e d m u dl o g g i n g t e c h n o l o g y o f g a sl o g g i n g+t h r e eGd i m e n s i o n a l q u a n t i t a t i v e f l u o r e s c e n c e+r o c k p y r o l y s i sa n a l y s i sc a ne f f e cGt i v e l y d e a lw i t ht h ed i s c r i m i n a t i o no f f o r m a t i o n p e t r o l i f e r o u s p r o p e r t y i n t h i s a r e a.K e y w o r d s:c o m b i n e d m u dl o g g i n g t e c h n o l o g y,T a i y u a nf o rGm a t i o n,o i l a n d g a s i d e n t i f i c a t i o n,c o a l s e a m,b u r i e dh i l l i n n o r t h e r nD a g a n gT a nC h a o,N o.1M u dL o g g i n g C o m p a n y,T u a n j i eE a s tR o a d, D a g a n g O i l f i e l d,T i a n j i n,300280,C h i n aO p t i m i z a t i o no fd r i l l i n g a n df r a c t u r i n g t e c h n o l o g y f o rd i r e cGt i o n a l a n dh o r i z o n t a l w e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d.D e n g C h a n g s hGe n g,Z h a n g Y i,X i eX i a o f e i,S o n g J i a x u a n,M i W e i w e i,M a Q i a n g a n dX uM i n.M u d L o g g i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):29G34I no r d e r t o i m p r o v e t h e s u c c e s s r a t e o f d r i l l i n g a n d f r a cGt u r i n g o f d i r e c t i o n a l a n dh o r i z o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d a n de n h a n c e t h e e f f i c i e n c y o f n a t u r a l g a s e x p l o i t a t i o n,m i c r oGs e i s m i cm o n i t o r i n g o f f r a c t u r i n g f o rv e r t i c a lw e l l sa n dh o r iGz o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d i s c a r r i e do u t,t h e c h a r a c t e rGi s t i c so f d i r e c t i o n a l w e l l f r a c t u r i n g a n d t h e l a wo f f r a c t u r e e xGt e n s i o na r ea n a l y z e d,a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f w e l lb o r e s t r u c t u r ec u r r e n t l y u s e di nd i r e c t i o n a lw e l l sa n d h o r i z o n t a l w e l l s a r e s u mm a r i z e d.B a s e do nt h i s,t h e p r o b l e m s i nd r i l lGi n g a n d f r a c t u r i n g o f d i r e c t i o n a l a n dh o r i z o n t a lw e l l s i nY a nᶄa n g a s f i e l d a r e p o i n t e do u t,a n d t h e c o r r e s p o n d i n g o p t i m i z aGt i o n s c h e m e i s g i v e n f o r e a c h p r o b l e m.O p t i m i z i n g t h e d i r e cGt i o n a l w e l ls t r u c t u r ef r o m t r i p l eGs e c t i o n t o p e n t a dGs e c t i o n t y p e r e q u i r e s t h a t t h ea n g l ed r o p s i n t os t r a i g h tw e l l s e c t i o n b e f o r e d r i l l i n g i n t o t h em a i n t a r g e t s t r a t a o fY a nᶄa n g a s f i e l d.B y u s i n g o r i e n t e d f i x e da n g l e p e r f o r a t i n g t e c h n o l o g y,t h e e fGf e c t i v e r e s e r v o i r i s f r a c t u r e db y f o c u s i n g f r a c t u r i n g f l u i da n d p i p en e t w o r k p r e s s u r e,a n dt h ee n d p o i n t o f t h es e c o n ds e cGt i o no f t h eh o r i z o n t a lw e l l i sa d j u s t e du p w a r dt ot h e m i d d l e a n d l o w e r p a r t o f t h e d e v i a t e dw e l l s e c t i o n.T h i s s c h e m e c a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h er e c o v e r y r a t i oo fn a t u r a l g a s i nY a nᶄa n g a s f i e l d,w i t h r e m a r k a b l e a p p l i c a t i o ne f f e c t.K e y w o r d s:Y a nᶄa n g a sf i e l d,d i r e c t i o n a l w e l l,h o r i z o n t a l w e l l,m i c r o s e i s m i cm o n i t o r i n g,w e l l b o r e s t r u c t u r e,o r i e n t e d p e r f o r a t i n g,o p t i m i z a t i o nD e n g C h a n g s h e n g,Y a n c h a n g P e t r o l e u m S c i e n t i f i c R e s e a r c h C e n t e r,61T a n g y a nR o a d,X iᶄa nH iGt e c h I n d u s t r i e sD e v e l o pGm e n t Z o n e,S h a a n x i P r o v i n c e,710065,C h i n aA p p l i c a t i o no fE x c e l f u n c t i o ni nt h e i d e n t i f i c a t i o no fv o l c a n i c r o c k si ne l e m e n tl o g g i n g.Q u S h u n c a i,Z u o T i e q i u,Z h a n g Y a n q i a n dZ h a n g P e n g.M u dL o g g i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):35G39E l e m e n t l o g g i n g t e c h n o l o g y c a nb eu s e dt oo b t a i nt h e c o n t e n t o f e l e m e n t s i nr o c k sa n d m i c r o s c o p i c a l l y a n a l y z e t h e c o m p o s i t i o no f r o c k s.H o w e v e r,t h ea c c u r a t en a m i n g o f l iGt h o l o g y h a sb e c o m e a nu r g e n t p r o b l e mt ob e s o l v e d.T h e r eGf o r e,t h ea u t o m a t i cl i t h o l o g i cd i s c r i m i n a t i o na n dn a m i n g o f v o l c a n i c r o c k e l e m e n t l o g g i n g d a t a a r e r e a l i z e db y E x c e l f u n cGt i o n.T h a t i s,t h eT A Sc h a r tn u m b e ro fv o l c a n i cr o c ke l eGm e n t i d e n t i f i c a t i o ni sf o r m u l a t e di n E x c e l,a n dt h e E x c e l w o r k s h e e t o f v o l c a n i c r o c ke l e m e n t i d e n t i f i c a t i o n i s c o m p i l e d b a s e do nt h e l i t h o l o g y n a m i n g c o n d i t i o n s.T h e f i e l da p p l i e d e x a m p l e ss h o w t h a tt h e m e t h o di ss i m p l ea n dc o n v e n i e n t, w h i c hn o to n l y a c h i e v e st h ea c c u r a t en a m i n g o fe l e m e n t l iGt h o l o g y,b u t a l s o i m p r o v e s t h ew o r k e f f i c i e n c y.T h e a p p l i c aGt i o ne f f e c t o f e l e m e n t l o g g i n g t e c h n o l o g y i s e n h a n c e d.K e y w o r d s:e l e m e n t l o g g i n g,v o l c a n i cr o c k,c h a r t i d e n t i f i c aGt i o nm e t h o d,T A Sc h a r t,E x c e l f u n c t i o n,c h a r t f o r m u l a t i o n Q uS h u n c a i,D a t a A c q u i s i t i o n T e a m2,N o.1G e oGL o g g i n g C o m p a n y,D a q i n g D r i l l i n g&E x p l o r a t i o nE n g i n e e r i n g C o rGp o r a t i o n,R a n g h u l u D i s t r i c t,D a q i n g C i t y,H e i l o n g j i a n g P r o v i n c e,163411,C h i n aM e t h o d f o r c a l c u l a t i n g o i l a n d g a s u p w a r d f l o wv e l o c i t y i nd e e p w a t e rd r i l l i n g.J i a n gQ i a n t a o,C a oP e n g f e i,G u a nL i j u n,D u K e z h e n g a n dZ h o uZ h i j u n.M u dL o g g i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):40G43T h e o i l&g a su p w a r d f l o wv e l o c i t y i s a n i m p o r t a n t p aGr a m e t e r f o r h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r e v a l u a t i o n a n dw e l l c o n t r o l641 ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀录井工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年12月s a f e t y a s s e s s m e n t.I n t h e p r o c e s so f d e e p w a t e r o p e r a t i o n i n t h eE a s t e r nS o u t hC h i n aS e a,i t i s f o u n d t h a t t h e c a l c u l a t i o n r e s u l t sw i l l p r o d u c e l a r g ee r r o r sw i t ht h ec o n v e n t i o n a l c o mGp u t i n g m e t h o do f o i l a n d g a su p w a r d f l o wv e l o c i t y.B y u s i n g t h em e t h o do f c o m b i n i n gp u m p s t r o k e r a t e a n dv o l u m e,a n d i n t r o d u c i n g t h ee f f e c t i v e p u m p s t r o k er a t ew h e nt h eb o o s t e r p u m p i s t u r n e d o n,t h e i n f l u e n c e o f s t a r t i n g b o o s t e r p u m p o n t h e c a l c u l a t i o no f o i l a n d g a su p w a r d f l o wv e l o c i t y i s s o l v e d.T h e f i e l d p r a c t i c a l a p p l i c a t i o no f s e v e r a l d e e p w a t e rw e l l s i n t h eE a s t e r nS o u t hC h i n a S e a s h o w s t h a t t h e c o m p u t i n g m e t hGo d i s c o r r e c t,r e l i a b l ea n de f f e c t i v e,a n d p r o v i d e sa n i m p o rGt a n t b a s i s f o r s a f e d r i l l i n g a n dd o w n h o l e s e r v i c i n g o p e r a t i o n.K e y w o r d s:p u m p s t r o k er a t e,d e e p w a t e r,b o o s t e r p u m p, d r i l l i n g t o o l d i s p l a c e m e n t,u p w a r d f l o wv e l o c i t yJ i a n gQ i a n t a o,B l o c k A,C N O O C T o w e r,3168H o u h a i b i n R o a d,N a n s h a n D i s t r i c t,S h e n z h e n C i t y,G u a n g d o n g P r o vGi n c e,518067,C h i n aS i m u l a t i o nm o d e l i n g m e t h o do f d r i l l i n g e n g i n e e r i n gp a r a m e t e r s f o r e a r l y o v e r f l o w m o n i t o r i n g.Z h a n g B o,H u X u g u a n g,L i u G u i y i,L iY i j u n,S u n W e i f e n g a n dD a iY o n g s h o u.M u dL o gGg i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):44G50T h er e s e a r c h s h o w st h a tt h ei n t e l l i g e n ti d e n t i f i c a t i o n m e t h o dc a n e f f e c t i v e l y i m p r o v e t h e a c c u r a c y o f e a r l y o v e r f l o w m o n i t o r i n g.H o w e v e r,b e c a u s e t h e o v e r f l o wi s a s m a l l p r o bGa b i l i t y e v e n t i nd r i l l i n gp r o c e s s,t h eo v e r f l o ws a m p l ed a t aaGv a i l a b l e i n t h e f i e l d i s v e r y l i m i t e d,w h i c h l i m i t s t h e a p p l i c aGt i o no f i n t e l l i g e n t i d e n t i f i c a t i o n m e t h o d.T os o l v e t h i s p r o bGl e m,b a s e do n t h ea n a l y s i so f t h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e nc o mGm o no v e r f l o w m o n i t o r i n gp a r a m e t e r sa n dd r i l l i n g d e s i g n p aGr a m e t e r s,g e o l o g i c a lr e l a t e d p a r a m e t e r sa n dd r i l l i n g c o n d iGt i o n s,t h en u m e r i c a l s i m u l a t i o nm o d e l s o f c o mm o n l y u s e doGv e r f l o w m o n i t o r i n g p a r a m e t e r s u n d e rt h r e e c o n d i t i o n s o f d r i l l i n g,c o m eo u to f t h eh o l ea n d g o i nt h eh o l ea r ee s t a bGl i s h e d t o p r o v i d ed a t ab a s i s f o r t h ea p p l i c a t i o no f i n t e l l i g e n t o v e r f l o wi d e n t i f i c a t i o n m e t h o d.T h e m o d e l sa r ev e r i f i e db y t h em e a s u r e dd a t a i n t h e f i e l d.U n d e r t h e g i v e nd r i l l i n g c o nGd i t i o n s,t h es i m i l 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iG a sF i e l d,M5G5s u b m e m b e r,d o l o m i z aGt i o n,e l e m e n t l o g g i n gJ i a n g H a i s h e n,197F u n i uR o a d,Z h o n g y u a nD i s t r i c t,Z h e n gGz h o uC i t y,H e n a nP r o v i n c e,450000,C h i n aS t u d y o nm u d l o g g i n g i n t e r p r e t a t i o na n de v a l u a t i o n m e t h o do f s h a l e o i l i nG u l o n g s a g,S o n g l i a oB a s i n.Z h a n g L i y a na n d Q i n W e n k a i.M u dL o g g i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):55G61U n c o n v e n t i o n a l h y d r o c a r b o n r e s o u r c e s a r e an e wa r e a i n o i l a n d g a s e x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n t i nD a q i n g O i l f i e l d a t p r e s e n t,i n w h i c hs h a l eo i le x p l o r a t i o na n dd e v e l o p m e n t i s a d v a n c i n gg r a d u a l l y.I no r d e r t or e a l i z e t h e r a p i d i n t e r p r e t aGt i o na n de v a l u a t i o n i ns h a l eo i l d r i l l i n g,t h r o u g ht h ea n a l y s i s o fw e l l b o r em u d l o g g i n g d a t a,t h e a p p l i c a t i o n o fm u d l o g g i n g r e l a t e dt e c h n i c a l p a r a m e t e r si ns h a l eo i lw e l l i n t e r p r e t a t i o n a n de v a l u a t i o n i s s t u d i e d.As e t o fm u d l o g g i n g i n t e r p r e t a t i o n m e t h o d s s u i t a b l e f o r s h a l e o i l e v a l u a t i o n h a s b e e n p r e l i m i n a r iGl y e s t a b l i s h e d.T h a t i s,t h e s h a l e o i l i s e v a l u a t e d f r o mt h e a sGp e c t so fl i t h o l o g y,p h y s i c a l p r o p e r t i e s(f r a c t u r e d e v e l o pGm e n t),p e t r o l i f e r o u s p r o p e r t i e s,s o u r c er o c k p r o p e r t i e sa n d b r i t t l e n e s sb y u s i n g t h e c o m b i n a t i o no fm u d l o g g i n gp a r a m eGt e r s s u c ha s g a s l o g g i n gp a r a m e t e r s,l i t h o l o g y a n dc o r e f r a cGt u r e o b s e r v a t i o n,g e o c h e m i c a l p y r o l y s i s p a r a m e t e r s,r e s i d u a l c a r b o na n a l y s i s a n d e l e m e n ta n a l y s i s,a n d t h e e v a l u a t i o n r a n g eo fe a c h p a r a m e t e ra n db r i t t l e n e s sc a l c u l a t i o n m e t h o d a r e d e t e r m i n e d.T h e r e s u l t s o f t h e s t u d y h a v e c e r t a i n g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o r t h e i n t e r p r e t a t i o na n de v a l u a t i o no f s h a l eo i l m u d l o g g i n g i nG u l o n g s a g,S o n g l i a oB a s i n,a n d a l s o p r o v i d e a r e l i a b l e b a s i s f o r t h e f u r t h e r d e v e l o p m e n t o f s h a l e o i l i n t h i s a r e a.K e y w o r d s:G u l o n g s a g,s h a l eo i l,i n t e r p r e t a t i o na n de v a l u aGt i o n,h y d r o c a r b o ne x p u l s i o n t h r e s h o l dv a l u eZ h a n g L i y a n,N o.8,C h e n g f e n g z h u a n g,R a n g h u l u D i s t r i c t, D a q i n g C i t y,H e i l o n g j i a n g P r o v i n c e,163411,C h i n aA p p l i c a t i o n o f g a s l o g g i n g i n r e s e r v o i r i n t e r p r e t a t i o n a n d e v a l uGa t i o no fY a n c h a n g f o r m a t i o n i nS a n b i a na r e a.L iY o n g s h e n g, D u Q i a o j u a n,L i uZ h i h e n g,H a oJ i n m e i,Z h u G e n g g e n g a n d W uM i n g s o n g.M u dL o g g i n g E n g i n e e r i n g,2019,30(4):62G67T h e o i lGw a t e r r e l a t i o n s h i p i n t h e r e s e r v o i r so fY a n c h a n g f o r m a t i o n i nS a n b i a na r e ao fC h a n g q i n g O i l f i e l di sc o m p l e x a n d i t i s d i f f i c u l t t o i d e n t i f y t h e f l u i d p r o p e r t i e s.I t i su r g e n t t os t r e n g t h e nt h er e s e a r c h o fi n t e r p r e t a t i o na n de v a l u a t i o n m e t h o d sb e c a u s e o f t h e l o wc o i n c i d e n c e r a t e o f t h e t r a d i t i o n a l741第30卷㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀英文摘要。

油气上窜速度计算方法的修改

油气上窜速度计算方法的修改

油气上窜速度计算方法的修改李振海;覃保锏;金庭科;张国庆【摘要】油气上窜速度对于钻井和井下作业施工是一个重要的参数,但是用已有的迟到时间法公式计算新疆油田深井、超深井的油气上窜速度存在误差.根据油气在钻井液中运移的规律分析认为,原有公式中钻井液静止时间是引起误差的一个重要原因.为使求出的油气上窜速度更加准确,提出用油气上窜时间代替钻井液静止时间,并介绍了对油气上窜速度计算公式的修改.通过在新疆油田近50口井的现场实际应用,表明该计算方法正确可靠,效果明显,为钻井和井下作业安全施工提供了重要依据.【期刊名称】《录井工程》【年(卷),期】2011(022)002【总页数】3页(P12-13,26)【关键词】油气上窜速度;静止时间;上窜时间;钻井液【作者】李振海;覃保锏;金庭科;张国庆【作者单位】中国石油大学(北京);西部钻探克拉玛依录井工程公司;西部钻探克拉玛依录井工程公司;冀东油田勘探开发建设项目部【正文语种】中文0 引言油气上窜是指钻开油气层后,由于油气层压力大于钻井液液柱压力,油气在压差作用下进入钻井液并沿井筒向上流动的现象。

油气上窜速度是指单位时间内油气上窜的距离。

油气上窜速度是钻井和井下作业安全施工的一项重要参数,是钻井液调整的重要依据,关系到油气层的保护和下一步施工的安全,如果油气上窜速度计算不准确,可能成为发生井涌、井喷等井控事故的隐患。

1 原油气上窜速度计算方法存在的问题计算油气上窜速度现有3种基本方法:迟到时间法、容积法、泵冲数法[1]。

目前现场生产一般采用迟到时间法,通过气测录井的后效测量数据计算油气上窜速度。

通过分析准噶尔盆地多口井的后效测量记录,发现油气上窜速度的计算值偏大,根据油气上窜速度反推油气上窜高度,在一定的钻井液静止时间内,油气应上窜出井口,而实际上并没有发生这种情况。

由这一矛盾推断,用已有公式和方法所计算的油气上窜速度是不准确的。

因此要从公式中参数的确定和计算方法上找原因,使计算结果尽可能地接近实际值。

后效气油气上窜速度的准确计算

后效气油气上窜速度的准确计算

后效气油气上窜速度的准确计算吉元武【摘要】准确计算后效气的油气上窜速度计算是录井井控工作的一项重要的工作内容.现场录井采用迟到时间法计算后效气上窜速度.在现场运用迟到时间法计算后效气油气上窜速度的时候,迟到时间的大小、油气层深度、开泵时刻、后效出峰时刻、钻头位置、钻井液静止时间等数据的选择都会影响到计算的精度.特别是在复杂工况下迟到时间的选择直接影响到计算的准确性.根据在川东北多年的现场经验采用总泵冲迟到时间计算法,可以充分利用综合录井仪的数据简单高效地计算油气上窜速度.同时对现场其他影响油气上窜速度计算准确度的因素进行了讨论,并对现场如何消除各种因素引起的计算误差提出了具体的解决办法.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)019【总页数】4页(P50-53)【关键词】后效气测录井;油气上窜速度;循环;迟到时间计算法;平均泵冲数;静止时间;油气层;误差校正【作者】吉元武【作者单位】中石化中原石油工程有限公司录井分公司,河南濮阳457000【正文语种】中文【中图分类】TE142气测录井是一种直接分析钻井液烃含量的录井方法。

①油气后效气测录井是指钻井过程中起下钻或其它停泵工况时,钻井液长时间静止导致已被钻穿地层中油气侵入钻井液,当下钻到底开泵循环钻井液时所进行的气测录井。

②在气井特别是一些风险探区的重点探井的钻进中,当打开一个气层后,会在后面的钻进过程中不可避免地多次出现后效气。

从多年现场的实践经验来看,后效气的气测值往往比正常钻进时气层时的值高得多,甚至一些地层压力较高的气层,后效气测全烃值往往能达到99.9%。

后效气的存在极大增加了井控工作的风险和溢流后井控工作的难度。

最近几年发生在川东北的绝大多数溢流事故包括2003年造成了重大人身财产损失的LJ-16井(罗家16井)硫化氢事故都是在起下钻过程中由于后效气导致的溢流。

在现在的井控工作要求中对各种工况下后效气的油气上窜速度都提出了具体明确的要求,例如起下钻作业要求油气上窜速度不大于30m/h,测井作业要求油气上窜速度不大于10m/h。

论史152井油气上窜速度

论史152井油气上窜速度

论史152井油气上窜速度摘要:通过口井油气上窜速度的探讨,在油气上窜原理、油气上窜速度的计算方法、不同储层条件、不同的泥浆体系对油气上窜速度的影响方面,提出钻进目的层为油泥、油页岩类地层时,钻井如何认识油气上窜速度及其对井控安全的影响。

关键词:油气上窜速度;油气藏;井控安全1油泥岩中油气上窜问题探讨史152井钻探目的:向东扩大东营凹陷中央隆起带西段史146块沙四段含油气范围,目的层与完钻层位为沙四上纯下亚段,岩性描述为:深灰色泥岩、砂质泥岩、灰质泥岩、灰质油泥岩为主,底部夹灰色粉砂岩、灰质粉砂岩。

三开实钻过程中,采用复合盐钻井液泥浆体系,泥浆密度1.66g/cm3、粘度50S,气侵、后效严重。

钻进中全烃基值50-60%,井深3812.5米下钻,中途1800m、2390m、3000m、3500m、3812.5m循环排后效,全烃值都在100%、全烃值高位集中时,现场往往会在井口间歇性出现钻井液溢散,随即钻井公司会采取降低排量、控制溢散;。

井深3869米完钻,完钻后短起下57立柱,泥浆静止11.1小时,开泵排量0.84L/S,1小时28分后见全烃20.48升至62.75%,1分钟后达到100%,高峰持续87分钟,显示持续105分钟,开始回落。

用迟到法计算,显示井段3811-3812米;层位:沙四上纯下亚段;岩性:灰色油斑泥质粉砂岩;计算油气上窜速度106.6m/h。

按照井控管理规定,钻遇油气层起钻前短起下,验证油气上窜速度不得高于30m/h。

实际本井106.6m/h的油气上窜速度远大于规定值,所以是不能满足规定的井控要求,不能大起。

必须采取一定措施降低油气上窜速度,达到规定要求才能起钻。

2本井油气上窜速度的探讨(1)天然气在井筒中的运动规律储层中的天然气以气相,或者气液两相存在,这源于它本身组分的不同。

压力很高的储层,气体就会被高度压缩,压缩后气体的密度就较大。

当我们钻开储层后,储层中的岩屑气、置换气、溢流气就会渗透到钻井液中,天然气气泡颗粒此时的受力主要有界面张力(N界面)、自身重力G、浮力(F浮)。

油气上窜速度计算

油气上窜速度计算

复杂情况下的油气上窜速度计算后效录井是指工程停钻或起下钻时钻井液静止一段时间后,下钻到需要的深度进行钻井液循环时,测定通过扩散和渗透作用进人井筒钻井液中的烃类气体的含量(或在钻具抽吸作用下进人钻井液中的油气含量)。

在气井特别是重点探井的钻进中,当上部打开一个气层后,会在后面的钻进过程中不可避免地多次出现后效气。

根据多年来的实践结果来看,后效气的气测值往往比打开气层时的值高的多,特别是一些地层压力较高的气层,往往能达到全烃99.9%这样满值的情况。

这极大加强了井控工作的难度。

事实上最近几年发生在川东北的绝大多数溢流事故都是在起下钻过程中由于后效气导致的溢流。

现场录井之中,准确的计算出油气上窜速度对于安全钻井,对于油气层的保护和后期的测试、油气产能评价意义重大。

目前录井常用的油气上窜速度方法为迟到时间计算法。

计算公式为:V=(H油-H钻*(T1-T0)/T迟到)/T静其中:V 油气上窜速度m/hH油新打开油气层顶部深度mH钻开泵循环时钻头所在井深mT1 循环气测值明显升高时间(见显示时间)minT0 开泵时间minT迟到在钻头位置所在井深的迟到时间minT静静止时间h在一般的情况下,油气层深度、钻头位置、开泵时间、见显示时间、静止时间都是确定的,唯一影响计算准确性的只有迟到时间这一个变量。

计算迟到时间的理论公式T迟到=V/Q,其中V是井底钻具与井壁的环空容积m3,Q为循环时的泵排量m3/min。

在钻具和井筒结构没有大的变化情况下,T迟到只与钻头位置和排量呈线性相关。

在实际录井过程中,每钻进到一定深度录井人员会利用停泵的机会采用实测法得到一个迟到时间。

在做迟到时间实测实验时,一般要求井队保持泵排量稳定在正常钻进时的排量。

在正常情况下,泵的排量只与泵的泵冲转数有关。

我们定义,在这种情况下得到的T迟到为标准迟到时间,这时候的泵冲转数为标准泵冲转数,标准迟到时间与标准泵冲数是呈反比关系。

在使用综合录井仪的录井条件下,录井人员可以调整设置使仪器的迟到时间在标准泵冲转数下与标准迟到时间一致。

油气上窜速度计算方法的探讨

油气上窜速度计算方法的探讨

油气上窜速度计算方法的探讨【摘要】本文根据油气上窜速度计算的基本原理介绍了一种简单、实用的计算油气上窜速度新方法。

【关键词】迟到时间高峰值环空容积上窜速度受侵泥浆体积法油气上窜是指钻开油气层后,在油气层压力与钻井液液柱压力的压差作用下,油气进入钻井液并沿井筒向上移动的现象。

单位时间内油气上窜的距离称为油气上窜速。

油气上窜速大小直接反映了油气活跃程度和井底压差的大小,通过对油气上窜速度的分析,达到对油气层压力和储集物性评价、优化钻井液密度达到近平衡钻井、保护油气层和保证井控安全的目的。

然而,油气上窜速度计算不准确极易导致严重的井涌、井喷等井控事故或钻井液密度不合理造成油气层污染现象。

1 传统方法和影响因素1.1 迟到时间法V=[H油-(H钻*T/T迟)]/T静(式1)式1中,V为油气上窜速度,m/h;H油为油气层中部深度,m;H钻为循环钻井液时钻头的深度,m;T迟为迟到时间,min;T为从开泵循环至见油气显示的时间,min;T静为钻井液静止时间,即上次停泵至本次开泵的时间,h。

1.1.1 影响迟到时间法准确性的因素从式1可以看出影响油气上窜速度计算的主要参数有H油、H钻、T静、T 和T迟,其中H油、H钻和T静是已知的,则主要影响因素是T和T迟。

在钻井液循环过程中环空钻井液返速非常快,高达每分钟几十米。

见油气显示时间的卡取显得尤为重要,过去靠肉眼观察误差较大,目前利用气测显示误差相对较小。

T迟影响因素较多,排量对T迟影响非常大,一般每次下钻到底,由于钻井液静止时间长,钻井液粘度高,为了防止高泵压蹩漏地层,只能用小排量循环一段时间后再提高至正常循环排量。

这时的T迟比正常钻进时实测的T迟大得多。

T迟是在正常钻进时实测的,一般50~100m测一点并非正好是计算油气上窜速度时钻头位置的迟到时间。

由于T迟误差大造成了油气上窜速度计算的误差大,甚至出现负值。

1.2 理论计算(容积)法V=[H油-(Q*T/q)]/T静(式2)式2中,V为油气上窜速度,m/h;H油为油气层中部深度,m;Q为循环排量,m3/ min;q为环空平均容积,m3/m;T为从开泵循环至见油气显示的时间,min;T静为钻井液静止时间,即上次停泵至本次开泵的时间,h。

2022年主要负责人《海洋石油天然气开采》安全生产模拟考试题(十)

2022年主要负责人《海洋石油天然气开采》安全生产模拟考试题(十)

姓名 :_____________ 年级 :____________ 学号 :______________题型选择题填空题解答题判断题计算题附加题总分得分评卷人得分1、(判断题)生产经营单位新建、改建、扩建工程项目的安全设施,必须做到与主体工程“三同时”,即同时设计、同时施工、同时投入使用。

A、正确B、错误正确答案:正确2、(判断题)决定职业病危害因素对人体健康影响的主要有接触水平与接触范围。

A、正确B、错误正确答案:错误3、(判断题)生产和作业设施需采取有效的防静电和防雷措施。

A、正确B、错误正确答案:正确4、(判断题)甲公司与乙公司合资成立丙公司,从事铁矿开采,由甲公司控股。

丙公司的安全生产投入由丙公司董事长予以保证。

A、正确B、错误正确答案:错误5、 (判断题) 判断火势来源,采取火源相反方向逃生(其他得到警报的人员),应用湿毛巾或者湿衣服遮掩口鼻, 放低身体姿式,浅呼吸、快速、有序地向安全出口撤离。

离开房间后,应关紧房门。

A、正确B、错误正确答案:正确6、(判断题)用梯子时要有人扶梯,不得一个人使用梯子。

A、正确B、错误正确答案:正确7、(判断题)对于有硫化亚铁的储罐和生产工艺流程,在设计阶段应考虑硫化亚铁自燃风险,采取措施防止硫化亚铁与空气直接接触。

A、正确试卷第 1 页共 13 页B、错误正确答案:正确8、(判断题)修理设备时,对于修复后仍能保证设备精度并恢复性能的磨损件,应尽量更换。

()A、正确B、错误正确答案:错误9、(判断题)发生事故后,发现人员可暂时不向单位领导报告,现根据实际情况单独施救。

A、正确B、错误正确答案:错误10、(判断题)挂牌锁定只需要对“被授权”的员工进行培训。

()A、正确B、错误正确答案:错误11、(判断题)《海洋石油安全管理细则》规定,生产设施的备案管理要求作业者或者承包者应当严格按照备案文件中所列试生产安全保障措施组织试生产,试生产正常后即可投入使用。

油气上窜速度计算公式-现场实用

油气上窜速度计算公式-现场实用

油气上窜速度计算公式-现场实用油气上窜速度(测后效)计算方法在揭开油气层后,由于某种原因停止钻井,在起下钻过程中或静止时间,如果井底压力小于地层压力,油气进入井筒并上行。

通过测后效的方法观察地层油气是否进入井筒,以便及时调整钻井液性能,保证钻井的安全。

具体的做法是,在静止一段时间后下钻到底,循环钻井液,通过观察井口返出泥浆的情况,若有油气返出的显示(比如:泥浆中有油花或气体),泥浆密度下降,表明油气进入井筒。

通过计算,可知道油气的上窜速度。

计算油气上窜速度有两种方法:迟到时间法和容积法1、迟到时间法:V={H-[T-T]×h?t}?T120注:V—油气上窜速度, m/s;t—钻头所在井深的迟到时间,秒;h—循环时钻头所在的井深, m;H—油气层的深度, m;T—见到油气显示时间; h:min; 1T—下到井深h时开泵时间; h:min; 2T—井内泥浆静止时间; h:min; 02、容积法V={H- [T-T] ×Q?v}?T1200注:V—油气上窜速度, m/s;T—见到油气显示时间; h:min; 1T—下到井深h时开泵时间; h:min; 2Q—泥浆泵的排量; l/s;v—下如钻具外径和井径的单位环空容积, l/m; 0文案编辑词条B 添加义项 ?文案,原指放书的桌子,后来指在桌子上写字的人。

现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位,就是以文字来表现已经制定的创意策略。

文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法,它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程,多存在于广告公司,企业宣传,新闻策划等。

基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代,文案的称呼主要用在商业领域,其意义与中国古代所说的文案是有区别的。

油气上窜速度的现场计算

油气上窜速度的现场计算

油气上窜速度的现场计算油气上窜速度的现场计算油气上窜速度当井眼空井静止时,由于钻井液液柱压力小于地层流体压力,以及两者之间存在密度差的原因,导致地层内流体(油气) 进入井眼,产生向井口方向的运移,其上升的速度,称为油气上窜速度。

公式表示如下: s t H v 1式中 V ———油(气) 上窜速度,m/ h ; H 1 ———油(气) 在静止t s 时间后上升的高度,m ; t s ———钻井静止时间,h 。

1、迟到时间法迟到时间法计算油气上窜速度的理论计算公式为:V 上窜= { H 油层- [ H 钻头( T 见- T 开) / T 迟]}/T 静式中:V 上窜———油气上窜速度,米/ 小时;H 油层———油气层显示井深,米;H 钻头———循环泥浆时钻头所在的井深,米;T 迟———钻头所在井深的迟到时间,分;T 见———见到油气显示的时间,日、时、分;T 开———钻头下到H 钻头时循环泥浆开泵时间,日、时、分; T 静———上回次停泵时间至本回次开泵时间,小时。

显然,上述理论计算公式是根据迟到时间这一关键参数来计算的。

但在实际作业时,由于泵排量的不稳定性,有时,泵排量甚至会成倍的增长或减少,从而使得T迟也成一变量,所以在实际中,上述理论计算所得的上窜速度的误差较大。

根据这一实际现象,我们就利用一般录井仪都能检测到的累计泵冲数这一参数来将上面的理论计算公式加以修正。

2 、累计泵冲数法其计算公式为:V上窜= (H油层- H1) / T静= (H油层- 17. 4S1/ 23.6) / T静或V上窜= (17. 4/ 23. 6) ×(S0 - S1) / T静式中,V上窜、H油层、T静解释同上;H1 ———测量时油气层已上窜所至的井深,米;S0 ———正循环时自油气层返上至井口的累计泵冲数,冲;S1 ———正循环测上窜速度时,见到油气显示时的累计泵冲数,冲;17. 4 ———每冲泵排量,升/ 冲;23. 6 ———9-5/ 8”套管与5”钻杆间的环空容积,升/ 米。

关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准版)

关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准版)

关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准版)Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.( 安全管理 )单位:______________________姓名:______________________日期:______________________编号:AQ-SN-0396关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准版)目前,中石化对进入气层后起钻前的油气上窜速度要求十分严格,比如中石化安全技术规范Q/SHS0003.1-2004中规定油气上窜速度不得高于10m/h,川东北含硫天然气井安全技术规范中规定起钻前油气上窜速度不得高于30m/h,而中石油或石油天然气行业标准并无如此规定,比如钻井井控技术规程SY/T6426-2005、石油天然气安全规程AQ2012-2007中并未在起钻前有如此规定。

近几年的生产管理统计结果表明,这些规定并未有效起到防止出现井涌溢流等复杂情况及事故,反而给生产管理带来很大的难度,不但增加了井漏及井控风险,也加重了对油气层的污染程度,并严重影响开发进度。

下面就起钻前油气上窜速度控制什么范围内合理进行探讨:一、天然气在井筒中的运动规律天然气在储层中根据组分的不同一般以气态或者气液两相存在,由于储层压力很高,气体被高度压缩,相对密度较大。

当储层被揭开后,储层岩屑气、交换气(储层压力低于钻井液液柱压力)、溢流气(储层压力高于钻井液液柱压力)变混入钻井液中,天然气气泡此时的受力主要为浮力(F浮)、自身重力G和界面张力(N界面)。

上窜的主要动力F上窜=(F浮-G)-N界面(1)其中F浮应遵循阿基米德定律,F浮=p钻井液gV=pgпr3(2)自身重力G=p天然气Vg(3)界面张力与钻井液结构强度及气泡表面积有关N界面=k..S=k.4/3пr2(4)由上面的关系式可以知道,如果密度差产生的上浮力(F浮-G)大于界面张力,气泡就能自动加速上升,如果界面张力大于上浮力,气泡就被包在钻井液中不上升,但现场一般都要求钻井液具有良好的脱气性,钻井液胶粒之间的结构力以及与气泡间的界面张力一般都小于上浮力(遇到井塌后大幅提高粘切的钻井液及高粘切的堵漏浆除外),因此,天然气进入钻井液中后会自动上升。

油气上窜速度相对时间法计算公式修正

油气上窜速度相对时间法计算公式修正

油气上窜速度相对时间法计算公式修正
张桂林
【期刊名称】《石油钻探技术》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】为提高油气上窜速度计算的科学性和准确性,解决迟到时间法等计算结果不准甚至为负值的问题,曾研究提出了计算结果更为准确的相对时间法。

但目前钻井中已广泛使用钻具止回阀,下钻过程中井内钻井液全部从环形空间上返而不进入钻具内部,导致相对时间法的计算结果不再准确。

为适应新的钻井工艺,须对相对时间法的计算模型和计算公式进行修正。

为此,增加了下钻深度过油气层底部的计算公式,提供了3种井身结构、12种下入深度情形的新的系列计算公式。

应用实例分析表明,修正后计算公式的可靠性和适用性得到了进一步提高。

【总页数】6页(P32-37)
【作者】张桂林
【作者单位】中石化胜利石油工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE281
【相关文献】
1.实测迟到时间法计算油气上窜速度的探讨
2.油气上窜速度计算公式的修正
3.一种新的油气上窜速度计算方法——分段判定累计泵冲法
4.油气上窜速度计算方法修正与现场应用
5.油气上窜速度计算中迟到时间的精准取值方法
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关于起钻时安全油气上窜速度
探讨(标准版)
Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.
( 安全管理 )
单位:______________________
姓名:______________________
日期:______________________
编号:AQ-SN-0396
关于起钻时安全油气上窜速度探讨(标准
版)
目前,中石化对进入气层后起钻前的油气上窜速度要求十分严格,比如中石化安全技术规范Q/SHS0003.1-2004中规定油气上窜速度不得高于10m/h,川东北含硫天然气井安全技术规范中规定起钻前油气上窜速度不得高于30m/h,而中石油或石油天然气行业标准并无如此规定,比如钻井井控技术规程SY/T6426-2005、石油天然气安全规程AQ2012-2007中并未在起钻前有如此规定。

近几年的生产管理统计结果表明,这些规定并未有效起到防止出现井涌溢流等复杂情况及事故,反而给生产管理带来很大的难度,不但增加了井漏及井控风险,也加重了对油气层的污染程度,并严重影响开发进度。

下面就起钻前油气上窜速度控制什么范围内合理进行探讨:
一、天然气在井筒中的运动规律
天然气在储层中根据组分的不同一般以气态或者气液两相存在,由于储层压力很高,气体被高度压缩,相对密度较大。

当储层被揭开后,储层岩屑气、交换气(储层压力低于钻井液液柱压力)、溢流气(储层压力高于钻井液液柱压力)变混入钻井液中,天然气气泡此时的受力主要为浮力(F浮)、自身重力G和界面张力(N界面)。

上窜的主要动力F上窜=(F浮-G)-N界面(1)
其中F浮应遵循阿基米德定律,F浮=p钻井液gV=pgпr3(2)自身重力G=p天然气Vg(3)
界面张力与钻井液结构强度及气泡表面积有关N界面
=k..S=k.4/3пr2(4)
由上面的关系式可以知道,如果密度差产生的上浮力(F浮-G)大于界面张力,气泡就能自动加速上升,如果界面张力大于上浮力,气泡就被包在钻井液中不上升,但现场一般都要求钻井液具有良好的脱气性,钻井液胶粒之间的结构力以及与气泡间的界面张力一般
都小于上浮力(遇到井塌后大幅提高粘切的钻井液及高粘切的堵漏浆除外),因此,天然气进入钻井液中后会自动上升。

当液柱压力已经高于地层压力时,储层气体不会大量自动进入井筒(即无溢流气),但在一段时间内还存在少量交换气和渗透气进入井筒,如果为了降低后效全烃值而不断提高钻井液密度,这将导致进入井筒的气泡受到的浮力增大,在流变性保持不变的情况下,这将使气泡上升的速度加快。

另外气泡在上窜过程中也遵循PV=nRT定律,R为常数,当n值一定,温度T影响很小的情况下,气泡体积V基本与液柱压力P成反比,也就是说气泡在上升过程中体积不段增加,密度不断降低,与钻井液的密度差越来越大,受到的浮力也越来越大,当然体积增加了,表面积也增加了,但是表面积的增加幅度是比体积增加的幅度小,一个是r2,一个是r3,由此分析得出气泡在上窜过程中加速度越来越大,而v上窜=∫dv/dt(0,t),由此,可以得出以下结论:(1)天然气在从井底向井口的运移过程中速度以非线性倍增的结论。

(2)即使钻井液密度很高,液柱压力远远大于储层地层压力,只要储层有气体,深井的岩屑气和交换气后效也有可能使全烃值达到很高,甚至引起池体积增加的现象。

(3)提高钻井液密度存在增加油气上窜速度的可能,起钻是否安全应综合短起后效强弱、持续时间以及是否存在液面上涨等情况。

二、上窜速度30m/h存在的问题
前现场采用迟到时间法测定的油气上窜速度是从井底到井口的平均速度,针对川东北深井,井深一般都在5000~8000m,油气层就按4000m计算,如果必须严格执行30m/h以内的油气上窜速度,天然气从井底上窜到井口需要的时间t=4000/30=133.33h,而对于4000m的井,按5分钟一根立柱的最慢速度,起下一趟钻所需时间为4000/27×5/60×2=24.7h。

即使上窜速度不倍增,下钻到底时,油气才上窜到井深3200m左右,实际根本就不到3200m。

即使有其他特殊情况再耽误30h,油气上窜井深也不到2000m,循环排气还需要很长时间,这样就会影响纯钻进效率。

根据现场监督反映和跟踪调查,发现很多井在起钻前油气上窜
速度根本就达不到小于30m/h的要求,这给现场监督管理带来很大难度,如果让起钻,说明监督不作为,不负责,不准起钻,只得循环加重,且需要多次短起下钻和循环来测定油气上窜速度,使钻井作业方的短起下、循环时间大大增加,严重耽误生产失效,同时为了要达到这个要求,钻井液液柱压力要大大超过储层地层压力,这就增加了井漏风险并容易引起漏、喷同存的井控复杂事故。

另外钻井液密度过高也会加重钻井液对储层的污染,降低机械钻速。

三、井深/上窜速度=2~3倍作业时间的合理和安全性
按(一)中的结论,把井筒人为分为3段,这样各段的平均上窜速度可能依次为上2v,中v,下段为1/2v,气泡经过各段的时间分别为1/7t(上段),2/7t(中段)4/7t(下段),这里的t是气泡从井底窜到井口所需时间,也就=井深/上窜速度,如果=2倍作业时间,下钻到底后油气上窜高度应该还不到井深的1/3,完全能保证井控安全。

我们举例来进行实际核算,如果井深4000m,起下钻一趟作业时间25h,我们取井深/上窜速度=2倍作业时间,也就是50h,允许的
最大油气上窜速度为4000/50=80m/h,也就是说起下钻到底后油气上窜高度为1300m以内,即使耽误20h,下钻到底后油气也还没有窜到井口。

为了进一步保证安全,还可以取井深/上窜速度=3倍作业时间,对应的油气上窜速度为4000/(25×3)=53m/h。

如果井深6000m,起下钻一趟作业时间40h,如果按2倍作业时间取,允许的最大油气上窜速度为6000/(40×2)=75m/h。

按3倍作业时间取,允许的最大油气上窜速度为6000/(40×3)=50m/h。

通过现场调查,井队起钻时的油气上窜速度一般都为50~80m/h 范围内,有些时候100m/h以上也在起钻,都没有出什么问题,根据上面的计算,如果井深/上窜速度=2~3倍作业时间话,算出的最大允许油气上窜速度与现场比较一致,说明这种方法是比较合理的。

2011.5.25
XXX图文设计
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