[发明专利]一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法

说明书

本发明公开了一种钻井返出岩屑湿重转换成井下体积的方法，该计算模型包括：岩屑表面吸附钻井液质量计算，岩屑内部侵入钻井液质量计算，岩屑干重和对应的井下岩屑体积量计算；通过用测量得到的岩屑湿重减去全部钻井液质量得到岩屑干重，再通过质量与体积的转换将返出岩屑转换成井下岩屑体积量。之后可通过与相同时间内钻头破岩量进行对比，分析井下岩屑残余量。

技术领域

本发明涉及页岩气水平井钻完井地面监测技术领域，特别涉及通过钻井返出岩屑湿重计算对应井下岩屑体积量的方法。

背景技术

目前非常规油气资源成为油气资源增储上产的主要增长点，而非常规油气资源中极其重要的一个组成就是页岩气资源。我国页岩气储量排名世界第一，目前技术可采21.8万亿立方米，开发前景非常可观。开发页岩气两个关键技术是水平井钻完井技术和体积压裂技术，目前我国水平井钻井技术已取得巨大进步，但是现场仍有许多问题亟需解决，水平井井眼清洁问题就是影响水平井施工的关键之一。

如果把钻井液比作钻井的血液，那井眼环空就是血液循环系统中的静脉，岩屑无法随钻井液返出井口时会在环空堆积，降低环空截面积，增加钻井液当量循环密度，容易压漏地层；产生的岩屑床会增加钻柱的摩阻扭矩，严重时会导致卡钻。

目前已有许多监测井眼清洁的设备、技术，岩屑流量计便是其中之一，该设备可称量钻井返出岩屑湿重，转换成井下岩屑体积，与对应时间钻头破岩量对比，得出井下岩屑残余量，从而分析井眼清洁情况。

现有的转换方法都是通过烘干方法得出湿重和井下体积的关系，但是钻井液参数、岩屑参数等都会对此产生影响，本发明根据不同钻井液参数，考虑粒径分布情况，提出的一种转换方法。

本发明目的在于根据岩屑称量装置某一时间段内称量的钻井返出岩屑湿重，结合钻井液信息，通过建立的计算方程求解该湿重对应的井下岩屑体积量，和相同时间内钻头破岩量进行比较，判断井下岩屑残余量，为现场施工提供指导。

发明内容

为克服现有方法的不足，本发明提供了一种在不同钻井液体系下，不同粒径分布的岩屑湿重转换成井下体积量的方法。主要用于页岩气水平井钻完井。

一种在不同钻井液体系下，不同粒径分布的岩屑湿重转换成井下体积量的方法，该方法通过以下步骤实现：

步骤1、称量岩屑湿重：在振动筛装置后安装岩屑湿重称量装置，用于称量某一时间段内返出岩屑总重量；

步骤2、采集钻井液和岩屑信息：与录井设备对接，用于实时获取钻井液密度、粘度，岩屑密度、粒径分布等信息；

步骤3、计算返出岩屑含钻井液量：根据钻井液和岩屑粒径分布信息以及计算模型，可得：

吸附量：

吸入量：

步骤4、井下岩屑体积计算：根据岩屑称量装置获得的湿重，结合录井设备或者其他装置获得的钻井液和岩屑信息，有：

岩屑体积总量为：

W_岩屑＝W_总-W_吸附-W_吸入

岩屑体积(地下)为：