[发明专利]钻进过程基于钻具悬重变化测量漏失压力的方法和系统

说明书

本发明提供了一种钻进过程基于钻具悬重变化测量漏失压力的方法和系统，属于油气钻井作业技术领域。所述方法基于钻进过程中，钻具在充满钻井液的井筒中的悬重通过钻机大钩负荷实时准确获取钻井漏失前钻具悬重和钻井漏失后钻具悬重。再利用浮力原理可知钻井漏失前钻具悬重比钻井漏失后钻具悬重大，即钻井漏失前后钻具悬重的差值等于环空内的钻井液对漏失前后钻具浮力的变化值，由于钻具横截面积已知，根据浮力原理计算出失去浮力所对应的钻具体积，进而计算出液面高度的降低值，最后计算出井内漏失压力。本发明不需要使用任何配套装置与工具，操作简单，降低了作业成本，提高了钻井效率。

技术领域

本发明属于油气钻井作业技术领域，具体来讲，涉及一种钻进过程基于钻具悬重变化测量漏失压力的方法及系统。

背景技术

随着钻井作业逐步向深部地层发展，越来越多的井面临着裸眼段长、压力系数跨度大、目的层裂缝孔洞发育等复杂情况。地层的愈发复杂导致了井漏事故发生频繁，部分单井发生井漏次数可达30余次、井漏失返情况可达10余次。井漏除造成经济损失、工期延误外，往往伴随漏、溢转换的风险，尤其是井漏失返导致的井筒压力失衡会引起地层流体溢出，若处理不及时将引发溢流甚至井喷。处理井漏的关键是漏失压力的获取，基于漏失压力确定安全密度窗口建立井筒压力系统。倘若不能及时得出准确的漏失压力，则无法建立合适的井筒压力系统，将导致工程更复杂，同时给井控造成更大风险。

目前，在井漏未失返条件下，已有大量成熟的漏失压力计算理论，例如水力分析计算法、基于统计学的漏失函数法。但井漏失返条件下的漏失压力计算，大部分仍采用仪器测量的手段，准备仪器需要一定时间、仪器使用存在较大作业成本，这都不利于工程作业。

公开号为CN106703789A的中国发明专利申请公开了一种漏失井钻井液面与漏失压力监测系统及方法，该发明提出在井漏失返条件下，采用配套的液面监测仪，即采用声波发射、接收装置获取液面高度，再通过液面高度计算地层漏失压力，但目前因作业成本，钻井队一般并未配备液面监测仪。

公开号为CN110469320A的中国发明专利申请公开了一种失返性井漏当量密度计算方法，该方法提出一种在井漏失返条件下，基于泥浆动切力形成的压力梯度来计算漏点附加压力，进而得出总的液柱压力，从而求出漏失压力，但该发明方法缺少理论支撑，精确度不高，现场普遍未采用。

公开号为CN112780257A的中国发明专利申请公开了一种基于分布式光纤传感钻井液漏失监测系统及监测方法，该发明提出了基于分布式光纤传感钻井液漏失监测系统及监测方法，本发明能及时测量和监测钻孔内钻井液漏失点的状况，评价钻井液漏失点的漏失强度，以便及时设计堵漏的技术方案和措施，保护钻孔和钻机的安全。但是，该发明采用一套专用设备去监测钻井液漏失点的状况，提高了钻井成本，加大了钻井前期工程量。

综上所述，发明人经分析研究，表示：目前已知的漏失压力水力分析计算法存在以下问题：漏失压力计算前需要用一定时间去准备所需测绘工具，同时增加了钻井队作业成本；部分计算漏失的方法精度不高，缺少理论支撑。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于能够迅速准确的计算获取地层漏失压力，给井筒压力系统建立、堵漏施工作业以及钻井液密度调整提供指导依据；能够在不增加新设备的情况下，基于悬重计算得到地层漏失压力；解决因钻井过程中计算漏失压力而引起的增加钻井时间、钻井成本的问题。