[发明专利]一种井底压力预测的方法及系统

说明书

本发明公开了一种井底压力预测的方法及系统，所述方法包括：对所述井进行分段；计算各段钻屑浓度，所述钻屑浓度为钻屑在环空中的体积浓度；计算各段钻井液有效密度和钻井液流变参数；确定各段环空压耗；根据各段所述环空压耗，计算井底压力。本发明通过考虑钻屑对钻井液流变性的影响，能够提高井底压力预测的准确率，使预测得到的井底压力更接近于真实的井底压力。

技术领域

本发明涉及石油与天然气钻井技术领域，特别是涉及一种井底压力预测的方法及系统。

背景技术

大位移井广泛应用于页岩气等非常规地层，大位移井广泛使用的原因是它与产层的长度接触相对较长，在大位移井钻井作业期间，最大的问题之一是预测井底压力，若对井底压力的预测不准确可能导致一些危险的钻井事故，例如井漏、井壁失稳、卡钻等，这些事故表明，在钻井作业的整个过程中井底压力预测是至关重要的。井底压力的可靠预测不仅取决于工程参数，还取决于钻井液的性质，如密度和流变性。尤其是流变学与预测井底压力时摩擦系数的计算直接相关。因此，为了获得可靠的压力损失预测，准确地确定钻井液的流变参数显得很重要。然而钻屑对钻井液流变性的影响几乎没有受到关注，更不用说考虑钻屑对井底压力的影响了。

长期以来，由于含钻屑的钻井液流变参数的量测，油气钻井工程井底压力的预测方法忽略钻屑对环空钻井液流变性质的影响。然而，事实上，在钻井作业中，钻屑必然进入井筒环空，会对钻井液性能产生不同程度的影响。在水平井钻井过程中，由于钻屑与钻井液的长时间相互物理化学作用，钻屑在钻井液中的水化分散、造浆，势必会引起钻井液流变参数的改变，尤其是在页岩地层长水平裸眼段钻进时，更应当考虑钻屑对钻井液的影响。XinLi等(2017)公开了一种考虑钻屑的裸眼极限延伸长度预测方法，但也仅仅考虑了钻屑对钻井液密度的影响，并未考虑钻屑对钻井液流变参数的影响。因此，亟需一种综合考虑页岩钻屑对钻井液流变学及密度影响，进而准确预测井底压力。

发明内容

本发明的目的是提供一种井底压力预测的方法及系统，通过考虑钻屑对钻井液流变性的影响，从而提高井底压力预测的准确率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种井底压力预测的方法，所述方法包括：

对所述井进行分段；

计算各段钻屑浓度，所述钻屑浓度为钻屑在环空中的体积浓度；

计算各段钻井液有效密度和钻井液流变参数；

确定各段环空压耗；

根据各段所述环空压耗，计算井底压力。

可选的，所述计算各段钻屑浓度，所述钻屑浓度为钻屑在环空中的体积浓度，具体包括：

根据钻井参数，设定第一钻屑浓度；

根据所述第一钻屑浓度，计算钻井液流速；

根据所述钻井液流速，计算钻井液表观粘度；

根据所述钻井液表观粘度，计算钻屑滑移速度；

根据所述钻井液流速和所述钻屑滑移速度，计算携岩效率；

根据所述携岩效率，计算第二钻屑浓度

其中，C_S2j表示第j段第二钻屑浓度，q_s表示钻屑流量，F_Tj表示第j段携岩效率，q_m表示钻井液流量；

获取钻屑浓度差值，所述钻屑浓度差值为所述第一钻屑浓度值和所述第二钻屑浓度值之差的绝对值；

判断所述钻屑浓度差值是否小于预设差值；