[发明专利]连续油管调制井底局部欠平衡水力特性测试系统及方法

说明书

本发明公开了一种连续油管调制井底局部欠平衡水力特性测试系统及方法，该系统包括：实验架，实验架上设置有提升装置；设置在实验架上的顶部驱动装置；设置在提升装置与顶部驱动装置之间的拉力计；连接在顶部驱动装置下端的模拟管柱，连续油管，埋设在所述地表以下的模拟井筒，模拟井筒的上端设置有井筒封盖，模拟井筒下部设置有岩样；设置在可视化钻杆和回流装置处的图像采集装置；与连续油管和回流装置连通的地面管汇，地面管汇包括设置有水箱和泥浆泵的供液管路和设置有调压阀和振动筛的出液管路；与提升装置、拉力计、图像采集装置电性连接的调控终端；多个压力检测件。利用本发明能够进行连续油管调制井底局部欠平衡水力特性测试。

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别涉及一种连续油管调制井底局部欠平衡水力特性测试系统及方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

能源是国民经济发展的支柱，能源是否能够自给自足的问题将越来越严重地影响我国经济的发展。随着浅层油气资源的枯竭，能源需求促使石油勘探与开发加大力度并向深部及海域发展。随着油气钻井向着深井、超深井、特深井、海洋深水钻井等领域的转移，硬地层变得越来越常见，随之带来机械钻速低、钻井周期长、钻井成本高等问题，严重制约我国石油天然气勘探开发的速度。

欠平衡压力钻井是一种钻井过程中井底压力(包括泥浆柱静液压力和循环压降)低于地层孔隙压力的钻井方式。欠平衡压力钻井技术适用的岩层包括：火成岩层、不易破碎灰岩层、高渗(大于1000md)固结良好的结晶砂岩或碳酸岩层、高渗胶结较好的砂岩层、裂缝地层(裂缝开度大于100μ)、水敏性物质含量过高地层(气钻)等。欠平衡压力钻井优点有：

1)可及时发现低压低渗油气层，有利于压力衰竭油气藏二次开发；

2)可明显减少储层损害，有效保护并解放油气层，从而提高油气井产能；

3)可高效破碎岩石并清洗井底，大幅度提高机械钻速；

4)可减轻钻头磨损，延长使用寿命，缩短钻井周期；

5)可有效控制漏失，减少和避免压差卡钻等井下复杂情况发生；

6)可减少或免去油层改造等作业的昂贵费用，有效控制成本。

其有待改进之处在于：

1)钻井成本高(钻井设备多，钻井液费用高)；

2)不安全因素多(井喷、井塌)；

3)起下钻、固完井等施工更易污染地层(无滤饼，非欠平衡作业时钻井液、固相颗粒易侵入)。

连续油管钻井是指利用连续油管代替钻杆，在通过连续管作业机及配套的井下工具进行油气井的勘探开发作业。连续管钻井技术是近几年国外迅速发展起来的一项钻井前沿技术，是未来石油钻井工程的重要发展方向之一。

如何在连续油管钻井中利用欠平衡压力钻井方式进行钻井，达到理想的钻井效果，从而提高石油天然气勘探开发的速度是目前亟待解决的问题。

连续油管调制局部欠平衡钻井是通过环空封隔器将环空分为上下两段，上段是重泥浆，下段近钻头环空段为欠平衡钻井液，地面泵入钻井液通过连续油管流至钻头，然后经回流装置流入连续油管和钻杆内壁形成的微环空携岩并返回地面。连续油管调制局部欠平衡钻井可以有效控制井底近钻头环空压力，实现近钻头局部欠平衡钻井，提高机械钻速，降低钻井成本，所以开展连续油管调制局部欠平衡钻井水力特性研究具有十分重要的意义。

发明内容