[发明专利]一种利用井场储备泥浆降低压井套压的方法

说明书

技术领域

本发明涉及压井技术领域，特别是一种利用井场储备泥浆降低压井套压的方法。

背景技术

压井是在钻井过程中由于地层—井筒内压力系统失去平衡发生溢流后，向井内泵入一定密度的钻井液，恢复和重建地层—井筒压力平衡的过程。目前，常规压井方法有司钻法(两步控制法)和工程师法(等待加重法)。司钻法压井分两个循环周进行，第一循环周采用原密度钻井液循环出环空中被气侵的钻井液；第二循环周泵入按关井立管压力求得的加重钻井液置换出井筒内的原密度钻井液，从而恢复建立井筒压力系统平衡。而工程师法压井是溢流关井后，根据关井立管压力求得地层压力，待配制好所需压井密度的钻井液后，通过一个循环周排出气侵钻井液同时恢复建立井筒—地层压力系统平衡的压井方法。

但常规压井方法，不管是司钻法还是工程师法，在循环排出入侵气体的过程中，套压都会逐渐升高。在气体顶部到达井口时，套压达到最大值，通常为关井套压的2—3倍。在如此高的套压下，薄弱地层(套管鞋处)可能被压漏，造成井下复杂事故；不断升高的套压也可能超过地面设备的承压能力，引发安全事故。所以研究出的利用井场储备泥浆降低压井时井口套压的压井方法，对减少压井等待时间，提高压井效率，降低压井风险，增大压井成功率有重要作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种等待时间短、施工方便、风险低、利用井场储备泥浆降低压井套压的方法,减少压井等待时间、降低常规压井过程中出现的过高的套压值，降低压井风险，属于一种超重密度压井方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用井场储备泥浆降低压井套压的方法，它包括以下步骤：

S1、利用原钻井液密度ρ_m和关井立管压力P_d求出地层压力P_b；

S2、根据地层压力P_b计算所需加重钻井液密度为ρ_m1；

S3、利用入侵气体体积V_b、地层压力P_b和钻杆套管环空容积C_t计算出最高套压值P_am；

S4、根据最高套压值P_am和井场储备泥浆密度ρ_mr，计算出将套压值降低至安全值以下所需的井场储备泥浆高度h_mr；

S5、根据泵的额定压力设计压井排量Q_压井，泵入井场储备泥浆；

S6、根据步骤S2算得的加重钻井液密度ρ_m1配制加重钻井液，并用加重钻井液替换出环空中井场储备泥浆，完成压井。

所述的步骤S1应用常规压井理论，计算地层压力大小，即：

P_b＝P_d+ρ_mgH

式中P_b为地层压力，MPa；

P_d为关井立管压力，MPa；

ρ_m为原钻井液密度，g/cm³；

H为井深，m。

所述的步骤S2根据常规压井理论，利用地层压力P_b计算所需加重钻井液密度ρ_m1：

ρm1=PbH=ρmgH+PdH.]]>

所述的步骤S3根据气体状态方程计算压井过程中出现的最大套压P_am：