頁巖氣鉆井中溢流監(jiān)測新方法研究

邢書超

摘要：在頁巖氣鉆井過程中，窄密度窗口下鉆井時常伴隨著溢流的發(fā)生，由于井底高溫高壓溢流的檢測比較復(fù)雜，因此及早的發(fā)現(xiàn)溢流在精細(xì)化鉆井中顯得尤為重要。本文通過對動力井控水力系統(tǒng)的研究，說明了溢流和控制套壓的過程中溢流量、井筒壓力的變化規(guī)律，介紹了基于壓力信號判斷氣液兩相溢流的原理，建立了基于壓力信號法檢測、預(yù)報溢流的數(shù)學(xué)模型，通過井底壓力和壓力轉(zhuǎn)換變量兩種方法來判斷溢流的產(chǎn)生，對現(xiàn)場測得的井口和井底壓力進(jìn)行曲線擬合，然后對擬合的曲線用實時多步離散的方法對其進(jìn)行處理，編制簡單的程序算法，即可實現(xiàn)判斷井底溢流開始和停止的時間。該方法簡潔實用，具有一定的可操作性，可應(yīng)用于欠平衡鉆井、控壓鉆井、微流量鉆井和動力井控中，能及時的發(fā)現(xiàn)溢流，降低井控風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：動力井控；井底壓力；溢流；壓力信號

隨著涪陵頁巖氣商業(yè)化開發(fā)的進(jìn)程，越來越多的井在施工過程中面臨由鄰井壓力導(dǎo)致的溢流問題。為了實現(xiàn)安全鉆井，除了了解鄰井生產(chǎn)動態(tài)，配置適應(yīng)的鉆井液處理系統(tǒng)和井控裝置外，還配置可靠的溢流監(jiān)控及預(yù)報裝置。在鉆井中應(yīng)用測量溢流的傳感器比較費時費力，而且在高壓高溫的油基鉆井液環(huán)境下容易失效，基于壓力信號法測量溢流簡單快捷而且準(zhǔn)確，便于普遍性的應(yīng)用。

一、溢流和控制套壓的過程中地層進(jìn)氣量、井筒壓力的變化規(guī)律

假設(shè)鉆井液不可壓縮，動力井控的實現(xiàn)是通過增加套壓使流動維持在式1的條件，直到溢流停止發(fā)生，其主要的目標(biāo)是縮小溢流體積和控制溢流流出，也是精細(xì)化鉆井的目標(biāo)。