[发明专利]水基钻井液井底密度静态预测方法

摘要

本发明涉及水基钻井液井底密度静态预测方法，基于两邻近井地温梯度相同，先根据邻井的测井资料求得邻井的地温梯度以作为被预测井的地温梯度，再求得被预测井各垂深对应的温度值，然后分别测量地面温度、钻井液密度及钻井液固相含量，最后根据相邻垂深之间钻井液温度、压力和密度之间的关系，递推求得井底钻井液静态密度，实现对井底钻井液密度的预测；本发明的方法使用常见的温度计、钻井液密度仪和固相含量测量仪实现对井底钻井液密度的预测，非常易于实现和现场推广应用，对于实现近平衡钻井、储层保护和提高机械钻速具有非常重要的意义。

主权项

水基钻井液井底密度静态预测方法，其特征在于，该方法的步骤包括如下：(1)利用邻井测井资料计算邻井的地温梯度作为被预测井的地温梯度；(2)根据被预测井的地温梯度计算垂深对应的温度值；(3)测量被预测井的地面温度；(4)测量被预测井井口钻井液密度值；(5)测量被预测井钻井液固相含量；(6)根据步骤(2)至(5)的值及相邻垂深之间钻井液温度、压力和密度之间的关系，递推求得被预测井井底钻井液静态密度；所述步骤(1)邻井测井资料中包括地面温度、垂深序列及垂深序列对应的温度值，地温梯度的计算公式为：T(H_j)＝T_ground+GH_j，其中T(H_j)表示邻井垂深为H_j时的地层温度，T_ground表示邻井地面温度，G表示邻井的地温梯度，H_j表示邻井的垂深，j表示邻井垂深序列号，是自然数；所述步骤(6)中井底钻井液静态密度是通过如下递推公式得到：P(H_i)＝ρ_w(H_i‑1)gH_iT(H_i)＝T_ground0+GH_iρ_w(H_i)＝C₁exp{C₂[T(H_i)‑T₀]+C₃[T(H_i)‑T₀]²+C₄[P(H_i)‑P₀]+C₅[P(H_i)‑P₀]²+C₆[(T(H_i)‑T₀)(P(H_i)‑P₀)]}$\mathrm{\ρ}\left(H_i\right)=\mathrm{\ξ}\frac{\mathrm{\ρ}\left(H_0\right)}{1+\mathrm{\λ}(\frac{{\mathrm{\ρ}}_w\left(H_0\right)}{{\mathrm{\ρ}}_w\left(H_i\right)}-1)}$式中：g——重力加速度，取9.81m/s2；ξ——校正系数，取0.97‑1.03；i——被预测井垂深序列号，正整数；T_ground0——被预测井地面温度，℃；P₀——标准大气压，取0.101325MPa；P(H₀)——等于P₀，表示被预测井垂深为0时钻井液液柱所受压力；P(H_i)——被预测井垂深是H_i时钻井液液柱压力，MPa；ρ(H₀)——被预测井地面钻井液密度；g/cm³；ρ(H_i)——被预测井垂深是H_i时钻井液密度，g/cm³；ρ_w(H_i)——被预测井垂深H_i时液相水密度，kg/m³；T₀——常温温度，取15℃；λ——被预测井钻井液固相含量，％；C₁，C₂，C₃，C₄，C₅，C₆是液相水的特性参数，C₁＝999.10；C₂＝‑0.3571024×10^‑3；C₃＝‑0.206368×10^‑5；C₄＝0.471137×10^‑3；C₅＝‑0.860420×10^‑6；C₆＝0.892173×10^‑6。