[发明专利]基于高温高压粘度计读数预测的井筒流体流变特性方法

说明书

本发明公开了一种基于高温高压粘度计读数预测井筒流体流变特性的方法，该方法基于一组高温高压测试数据确定不同转速对应的读数在高温高压下的预测模型，在获取井筒压力、温度分布情况后可以预测得到各转速对应的读数在井筒内的分布规律，随后即可根据优选的流变模型计算整个井筒内的流变参数分布规律。该方法容易实现，且不受流变模型选择限制，适用于所有的常用流变模型，可快速得到钻井液井筒内流变参数分布规律，能够满足高温高油气井流变参数计算分析的要求。

技术领域

本发明属于石油钻井领域，具体的，涉及到在高温高压钻井过程中对井筒流体流变特性随井深变化的预测分析方法。

背景技术

在钻井过程中，对于浅部地层钻井而言，温度、压力对钻井液流变性能影响不大，而对于深部地层，高温高压对钻井液流变性的影响较大，因而有必要对高温高压条件对钻井液流变特性的影响进行评价与分析，进而为提高高温高压井井底压力计算精度、调节钻井液流变性等提供理论依据。

特别是随着石油勘探开发逐步向深层发展，高温高压(压力在70MPa以上、温度在150摄氏度以上)深井、超深井的数量不断增多，同时地质条件的异常复杂性使得窄密度窗口问题广泛存在，钻井液体系也越为复杂，现有的模型不能很好的描述钻井液流变特性，因此，为了准确对高温高压深井、超深井井筒内钻井液流变特性进行准确描述，提高井筒压力计算精度、准确调整钻井液性能，急需一种能够预测井筒流体流变特性的方法。

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准确对高温高压深井、超深井井筒内钻井液流变特性进行准确描述，提高井筒压力计算精度、准确调整钻井液性能的预测井筒流体流变特性的方法。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于高温高压粘度计读数预测井筒流体流变特性的方法。该方法包括：获取待预测的钻井液的高温高压流变测试数据，并以此数据建立粘度计各转速下不同温度压力下的读数矩阵、以及与该读数矩阵对应的温度变化矩阵和压力变化矩阵；对所述读数矩阵中的各读数进行归一化预处理，得到读数比例矩阵；利用所述读数比例矩阵、温度变化矩阵和压力变化矩阵确定各转速下读数比例随温度/压力变化关系式；根据各转速下读数比例随温度/压力变化关系式以及各矩阵构建粘度计读数预测模型；获取井筒压力和温度分布情况，根据所述粘度计读数预测模型预测得到各转速对应的读数在井筒内的分布规律，据此选择流变模型以计算整个井筒内的流变参数分布规律。

优选地，所述粘度计读数预测模型为如下表达式所示：

其中，表示转速RPM_i下温度T₀+ΔT_i,k、压力P₀+ΔP_i,j所对应的读数，ζ_i,j,k表示读数比例矩阵中的读数比例因子，θ_i,0,0表示转速RPM_i下初始温度T₀、初始压力P₀所对应的读数，ΔT_i,k表示温度变化量，ΔP_i,j表示压力变化量。

优选地，所述读数比例矩阵如下表示：

所述温度变化矩阵如下表示：

所述压力变化矩阵如下表示：