[发明专利]使用压力场特征预测注入井异常的方法

说明书

技术领域

在此公开的实施例大体上涉及在CRI操作期间确定处理地层或岩层的断裂行为的方法。

背景技术

在钻井中，使用钻头钻入地壳数千英尺。通常，石油钻塔采用在钻井平台上面延伸的井架。在钻井操作期间，井架支撑端部到端部连接的钻管的接合之后的钻管接头(joint)。当钻头向地下更深地推进时，附加的钻管被增加到不断加长的“管柱”或“钻柱或钻具组”。因此，钻柱包括多个钻管的接头。

流体“钻井泥浆”通过钻柱或钻具组从钻井平台被抽取到支撑在钻柱的下端或末端的钻头。钻井泥浆使钻头润滑，并带走在钻入更深时钻头产生的钻井岩屑。通过井环状空间该岩屑被钻井泥浆的回流携带，并返回地层表面的钻井平台。当钻井泥浆到达平台时，钻井泥浆混合有工业上已知的页岩和岩石的小碎片以及碎块或钻井岩屑。一旦钻井岩屑、钻井泥浆以及其他废弃物到达平台，通常使用“泥浆振动筛(shale shaker)”从钻井岩屑中去除钻井泥浆，使得钻井泥浆可以再利用。然后，残余的钻井岩屑，废弃物，以及残余的钻井泥浆被转移至贮存槽进行处理。某些情况下，例如特定种类的钻井泥浆，钻井泥浆不能再利用而必须被处理。通常，通过利用容器将钻井泥浆运至处理地点将不可回收的钻井泥浆与钻井岩屑和其他废弃物分离进行处理。

钻井岩屑和钻井泥浆的处理是一个复杂的环境问题。钻井岩屑不仅包括残余的会污染周围环境的钻井泥浆产物，特别是在海洋环境中钻井时,还可能包括对环境特别有害的油和其他废物。

处理含油污染的岩屑的一种方法是，采用岩屑回注(CRI)操作将岩屑回注到地层或岩层中。该过程的基本步骤包括识别适合注入的地层或岩层；准备适当的注入井；配制泥浆，包括考虑诸如重量，固体含量，pH，凝胶等因素；实施注入操作，包括确定和监控泵速，例如每单位时间和压力的体积；以及盖井。

因此，需要一种在CRI操作中确定处理岩层的断裂行为的方法。

发明内容

一方面，在此公开的实施例涉及一种设计在向岩层回注岩屑期间响应岩层断裂行为的方法，所述方法包括：获取一个时间段的压力场特征；解释这个时间段的压力场特征以确定所述岩层的断裂行为；基于所述岩层的断裂行为确定一种解决方案；以及实施所述解决方案。

另一方面，在此公开的实施例涉及一种评估岩屑回注操作的地下风险的方法，所述方法包括：获取一个时间段的压力场特征；解释所述压力场特征以确定所述岩层的断裂行为；表征与所确定的所述岩层的断裂行为相关的风险；以及基于所表征的风险实施解决方案。。

通过以下的描述和未决的权利要求，本发明的其他方面和优点将是显而易见的。

附图说明

图1示出压力场特征的解释和异常识别的方法。

图2示出关井后立即进行CRI操作的常态压力场特征。

图3示出表示井身贮存压力下降行为的压力场特征。

图4示出表示裂纹贮存压力下降行为的压力场特征。

图5示出表示下降压力反弹的压力场特征。

图6示出表示覆盖层上注入的压力场特征的对数坐标图。

具体实施方式

一方面，在此公开的实施例涉及解释CRI操作的压力行为。另一方面，在此公开的实施例涉及评价对地下钻井系统和周围岩层造成的潜在的风险和影响。

泥浆分批处理(即，将达到要求的泥浆注入到处理岩层中，然后在注入后等待一段时间)允许裂纹一定程度上机械地封闭，消除了在处理岩层中压力的积聚。然而，通常处理岩层中的压力由于注入的固体的存在(即，存在于钻井岩屑泥浆中的固体)而增大。

将要被注入的泥浆应保持在计算的参数范围内以减少裂纹堵塞的机会。为了监控泥浆，通常以定期原则检查流变参数(rheological parameter)以确保泥浆具有预定的特征。例如，一些系统在注入前并入对泥浆粘度和密度的连续测量。

必须避免向环境丢弃有害的废弃物，并且必须确保废弃物的保持或密封满足严格的政府规定。在操作过程期间中考虑的重要的容纳或密封因素包括如下：注入的废弃物的位置和贮存的机制；注入井身或环状空间的容量；是应该在目前的区域继续注入还是在不同的区域继续注入；是否应该钻另一个处理井；对适当的废弃物容纳或密封必要的所需的操作参数；以及在泥浆运输中对固体悬浮液必要的操作的泥浆设计参数。