[发明专利]一种用于控压钻井的气侵控制方法

权利要求书

1.一种用于控压钻井的气侵控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

判断当前钻井过程中是否发生气侵溢流；

根据气侵溢流发生的判定结果，选取气侵控制方案实施气侵控制，将气侵安全循环出井筒，其中，在确定发生气侵溢流时，选取直接循环排溢方案，或者，在不确定发生气侵溢流时，则选取包含有停泵溢流检测方案的复合排溢控制方案，

所述直接循环排溢方案根据气侵控制过程中井口最大允许套管压力和气侵排溢过程中控制该气侵所需的期望套管压力判断是否有合适的排量值进行循环排溢以完成气侵控制；所述复合排溢控制方案进一步判定气侵溢流是否发生，在进一步判定发生气侵溢流时，根据气侵控制过程中井口最大允许套管压力和气侵排溢过程中控制该气侵所需要的期望套管压力判断是否有合适的排量值进行循环排溢以完成气侵控制；

其中，所述直接循环排溢方案进一步包括如下步骤，

获取控压钻井的基础参数，基于所述基础参数计算气侵控制过程中井口最大允许套管压力；根据气侵量的大小模拟计算气侵排溢过程中当前循环排量下控制该气侵所需要的期望套管压力；判断所述期望套管压力是否小于最大允许套管压力，

其中，若所述期望套管压力小于最大允许套管压力，则直接按照模拟计算的期望套管压力进行动态调节；否则，调整循环排量，模拟计算不同循环排量下的期望套管压力和立管压力，判断是否存在一循环排量下的期望套管压力小于最大允许套管压力且立管压力小于最大立管压力，若存在，则提高排量至该循环排量，并按照模拟计算的该循环排量对应的期望套管压力进行动态调节，若不存在，则关井以准备压井作业；

所述复合排溢控制方案的停泵溢流检测方案进一步包括如下步骤，

计算当前循环排量下的环空压降，判断回压泵是否能提供当前井口回压、当前循环排量环空压降引起的井底压力增加值和安全系数之和的井口回压；若回压泵不能提供所述井口回压，则关井以准备压井作业，否则停泵并监测流量变化，在井筒有钻井液流出时，确定发生气侵溢流。

2.根据权利要求1所述的气侵控制方法，其特征在于，在进一步判定发生气侵溢流时，执行如下步骤：

获取控压钻井的基础参数，基于所述基础参数计算气侵控制过程中井口最大允许套管压力；根据气侵量的大小模拟计算气侵排溢过程中停泵前循环排量下控制该气侵所需的期望套管压力；判断所述期望套管压力是否小于最大允许套管压力，

其中，若所述期望套管压力小于最大允许套管压力，则启泵至停泵前排量并按照模拟计算的期望套管压力进行动态调节；否则，调整循环排量，模拟计算不同循环排量下的期望套管压力和立管压力，判断是否存在一循环排量下的期望套管压力小于最大允许套管压力且立管压力小于最大立管压力，若存在，则启泵提高排量至该循环排量，并按照模拟计算的该循环排量对应的期望套管压力进行动态调节，若不存在，则关井以准备压井作业。

3.根据权利要求1或2所述的气侵控制方法，其特征在于，在计算气侵控制过程中井口最大允许套管压力的步骤中，进一步：

计算循环控制气侵和停止循环时避免压破套管鞋的井口最大允许套管压力和井下薄弱地层的最大允许套管压力；

比较循环控制气侵和停止循环时所述避免压破套管鞋的井口最大允许套管压力、井下薄弱地层的最大允许套管压力和地面控压钻井系统设备压力级别，确定最大允许套管压力。

4.根据权利要求3所述的气侵控制方法，其特征在于，

基于套管鞋处的地层破裂或地层漏失压力梯度ρ_f,shoe、停止循环时套管鞋处的静态当量泥浆密度ESD_shoe、套管鞋处的垂深TVD_shoe和套管鞋处由于循环压降引起的附加当量密度ΔECD_shoe计算循环控制气侵和停止循环时的井口最大允许套管压力；

其中，ρ_f,shoe、ESD_shoe、ΔECD_shoe的单位为g/cm³；TVD_shoe的单位为m。