[发明专利]基于地层测试的泥饼厚度测量方法

说明书

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体涉及一种基于地层测试的泥饼厚度测量方法。

背景技术

在钻井过程中，随着钻井液的自由水进入岩层，钻井液中固相颗粒附着在井壁上形成泥饼。对泥饼的要求是薄而韧，同时具有较高的强度，而泥饼厚度是评价泥饼质量参数中最重要的参数之一。

泥饼过薄会造成井壁不稳定(例如水敏性泥页岩垮塌、缩径等)、钻井液漏失、损害油气层或污染近井地带；而泥饼过厚又会引起一些钻井事故，例如：起钻具时提力增加、遇卡、泥包钻头、泥饼卡钻等。因此准确实时地测量泥饼厚度可以及时调整钻井液密度或者采取其他工艺措施，避免事故的发生，确保钻进顺利进行，同时提高钻进效率，节约成本投入。

专利文献EP 2472291 A1中公开了一种通过发射高频短波，测量地层反射信号的返回时间计算泥饼厚度的方法。声波测量在泥饼出现凹凸不平时容易造成提前反射，而且声波的往复传播对于长距离层段容易因为声波衰减而引起较大的测量误差。

专利文献US 3281599 A中公开了一种通过伽马—伽马密度测井计算泥饼厚度的方法，但这种方法容易受到泥质含量、裂缝、气层等因素的影响。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种基于地层测试的泥饼厚度测量方法，实现在随钻地层压力测量过程中对泥饼厚度的测量。本发明借由泥饼厚度信息，能够提前采取相应的防护措施有效的避免钻井事故的发生、减少地层损伤、认识井壁周围区域。

本发明提供一种基于地层测试的泥饼厚度测量方法，在随钻地层压力测量的过程中完成对泥饼厚度的测量。

所述在地层压力随钻测量的过程中完成对泥饼厚度的测量包括：通过将随钻地层压力测量系统中的探头式压力测量仪器安装于钻具上，待压力稳定后，探针伸出贴合泥饼，进行压力测试，记录压力随时间的变化，直至探针接触井壁测量完成，通过定位活塞抽吸使压力下降，探针拔出，进行泥饼厚度计算，获得泥饼厚度数据。

所述在地层压力随钻测量的过程中完成对泥饼厚度的测量具体流程包括：

步骤一：开展地层测试准备工作：

(1)将探头式压力测量仪器安装于钻具，形成随钻测压钻具并完成井口测试；

(2)将随钻测压钻具下入到井中，在钻进过程中应对深度传感器进行校准以精确跟踪仪器探点深度；

(3)开钻，下钻至每个目的深度，地面处理系统发出待命指令，探头式压力测量仪器接收信号，同时反馈给地面处理系统确认信息；

(4)操作上下活动随钻测压钻具，并释放扭矩，调整工具面；

(5)开泵获取探头式压力测量仪器的测量值，地面处理系统在计算机上读取实时的压力值数据；

步骤二：进行地层压力随钻测量，得到压力与时间的关系；包括如下步骤：

(1)地面处理系统实时监测，直到压力不随时间发生变化，随钻测量钻具进入稳定的测量状态；

(2)静止钻具，伸出探针紧贴泥饼，进行压力测试，开始记录压力随时间的变化关系；

(3)当探针碰到井壁时，则测试段结束；

步骤三：进行泥饼厚度计算，包括如下步骤：₅₁₅₀

(1)计算机根据处理之后的数据做出散点图，并进行数据拟合；

(2)读出探针开始接触泥饼形成封闭环境时的压力P1、以及由于碰触到井壁或者探针长度的限制导致探针无法前进而滞留在泥饼中时的压力P2；

(3)探针与泥饼接触形成封闭环境，其关系式符合：其中q_f为单位时间地层流入量，C_f为流体压缩系数，V_t为工具内部的容积，包括探头的容积、流程管线和压降单元的容积，Q_f＝q_fdt，Q_f表示时间t内的地层流入量,探针接触泥饼形成封闭环境后，该数值为常数；t表示时间，p表示流体压力。

将上述关系式写成差分形式：其中，p₀表示初始压力；t₀表示初始时间；整理得到Q_f+C_fV_tp₀＝C_fV_tp，由于Q_f、C_fV_tp₀以及右边项C_f均为常数，所以V_tp为常数；