[发明专利]自反馈两相体系钻井液混合系统及混合钻井液的方法

说明书

本发明涉及一种自反馈两相体系钻井液混合系统，包括：混合器、海水池、基浆池；海水池通过第一管路与混合器相连，基浆池通过第二管路与混合器相连；其中，海水池容纳海水，用于给第一管路提供海水原料；基浆池容纳基浆池，用于给第二管路提供基浆原料；海水、基浆进入混合器混合后经密度自反馈模块进入泥浆池或者泥浆泵管汇。相对于现有技术，本发明添加到自反馈两相体系钻井液混合系统的密度自反馈模块不仅可以使混合液密度更加精确，还可以通过检测密度与设置或设计密度对比校准流量计，泵与流量计之间加装的溢流阀可以使系统在不控制泵功率的情况下实现各种比例原料的混合，且混合更加高效。

技术领域

本发明属于钻井技术领域，具体地，涉及一种自反馈两相相体系钻井液混合系统及混合钻井液的方法。

背景技术

钻井液平衡钻井已经是目前国际上成熟的钻井技术，在深水钻井中平衡钻井技术利用海水和钻井液的静压力来平衡底层压力，保证钻井的正常进行。但深水浅层层钻井面临着浅层流、浅层气等浅层地质灾害风险，以及地层薄弱带来的压力窗口窄等钻井难题：

1、安全密度窗口窄，井身结构设计困难，套管无法下到预定的深度。在深水钻井中，由于海水的密度比岩石的密度低，海水施加的上覆岩层压力相比于陆地上岩石施加的要小很多。因此，由于深海地层的破裂压力梯度小于相同井深的陆地地层，地层压力梯度和破裂压力梯度之间的安全余量非常小，随着水深的增加安全密度窗口也会越窄，井身结构的设计难度更大，套管无法下到预定井深。

2、钻遇高压浅层流，难以有效实施井控。深水海底常常潜伏着大量的高压浅层流，包括浅层水流和浅层气流。浅层水流的井涌表现为钻井、下套管固井出现困难，严重时会导致井眼坍塌甚至引起海底沉降，还可能导致油井报废；在钻遇浅层气流时，由于地层比较浅，通常还没有下表层套管，未能安装井口装置，一旦发生浅层气流的井涌，气体会大量的进入到井筒环空，降低环空有效压力。此时，在没有井口装置的情况下，无法及时地对环空压力进行控制。

因此需要一种特殊的压井方法来解决这一难题。在钻进作业期间，只要随钻测量装置监测到井下有地层异常高压，就可通过人为输入工作指令或自动运行工作指令，泵送出所需要的高密度钻井液，不需要循环和等待配制高密度钻井液，实现边作业边加重的动态钻井作业。

现有技术中没有自反馈装置，无法对混合达不到要求的混合液进行再次检测和调整，系统长时间的使用会导致流量计读数偏差进而使基浆、海水的比例与预设参数或设计参数出现偏差，最终导致混合液密度达不到要求而使压井失败，这在这项技术的实施中是非常致命的；现有技术中没有泵压保护装置，无法实现各种混合比的混合，或无法保证泵的安全可靠性；高粘的基浆相采用剪切泵泵送，可以破坏高粘流体的网状结构更有利于基浆和海水两种流体的相互混合，使混合更加高效。

发明内容

为解决上述工程问题，实时对钻井液进行调整，本发明提供一种自反馈两相体系钻井液混合系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

自反馈两相体系钻井液混合系统，包括：混合器，海水池通过第一管路与混合器相连，基浆池通过第二管路与混合器相连；其中，海水池给第一管路提供海水原料，基浆池给第二管路提供基浆原料；海水、基浆进入混合器混合后经密度自反馈模块进入泥浆池或者泥浆泵管汇。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

1、添加到自反馈两相体系钻井液混合系统的密度自反馈模块不仅可以使混合液密度更加精确，还可以通过检测密度与设置或设计密度对比校准流量计。

2、泵与流量计之间加装的溢流阀可以使系统在不控制泵功率的情况下实现各种比例原料的混合。控制阀开度过小时，泵压升高，溢流阀打开使流体回流至池中，实现海水、基浆各比例混合，保护泵的工作安全，增加整个系统的可靠性。

3、输送基浆泵采用剪切泵，破坏高粘流体的网状结构更有利于两相流体相互混合，使混合更加高效。