[发明专利]一种用于控压钻井的气侵控制方法

说明书

本发明公开了一种用于控压钻井的气侵控制方法，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并实施气侵控制，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。本发明能够通过定量计算分析，快速准确的制定最优的控压钻井气侵控制方案，实现控压钻井气侵控制与排溢。

技术领域

本发明属于石油钻井领域，涉及到控压钻井过程中发生气侵时的气侵安全控制与排溢技术。

背景技术

随着我国油气勘探开发逐步向深部复杂地层进军，窄安全密度窗口地层钻井越来越多，为了解决窄安全密度窗口钻井问题，控压钻井(Managed Pressure Drilling，简称MPD)技术不断得到推广应用。由于地层压力剖面很难准确获得，因此在控压钻井过程中依然存在有气侵溢流风险，特别对于埋藏深的海相碳酸盐岩储层，储集空间多为孔隙、裂缝为主，钻进过程中易发生气液重力置换，气侵溢流复杂情况频发。

在控压钻井过程中，在井口安装有旋转防喷器，通过旋转防喷器，将整个井筒环空完全封闭，这样即可通过地面施加套管压力达到提高井底压力的目的。当在控压钻井过程中一旦发现气侵后，可以通过控压钻井系统采用合理的控制方法对微量、中量气侵进行有效控制并将其循环出井筒。

目前，现有的控压钻井气侵安全控制方法存在以下问题：(1)控压钻井系统能够对气侵有效控制，但对于控压钻井系统的气侵控制能力、能够控制的气侵强度极限没有相关定量分析方法；(2)通常在控压钻井过程中发生气侵，直接采用提高井口回压进行溢流控制，但基于控压钻井设备自身优越性，气侵控制方法较多，如提高排量、提高井口回压，同时提高排量与回压，采用何种方法能够更安全高效的控制住气侵溢流，目前还没有相应的优选方法；(3)在整个气侵控制过程中如何进行精确控制仍没有明确的控制方法。

因此，需要找到一种适用的控压钻井气侵控制能力计算与气侵控制策略优选的方法，解决当前控压钻井过程中无法安全高效控制气侵的难题，实现高气侵强度及时井控，中小气侵强度下安全循环排溢，同时结合钻井实际情况快速建立一种最优的气侵控制策略，实现气侵安全控制与排溢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够通过定量计算分析，快速准确的制定最优的控压钻井气侵控制方案，实现控压钻井气侵控制与排溢的解决方案。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于控压钻井的气侵控制方法，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。

优选地，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。