[发明专利]地层承压能力动态测试方法及固井方法

说明书

本发明涉及地层承压能力动态测试方法及固井方法，属于钻、固井技术领域。本发明首先在钻井液出、入口性能一致时，采集井口压力；然后根据采集到的井口压力、以及环空和套管尺寸参数计算钻井液在环空各井段内产生的循环动摩阻；最后根据环空井眼尺寸和计算得到的循环动摩阻计算作用在该层位的动液柱压力，即得到地层承压能力。本发明利用钻井液在由套管与环空组成的循环通道内产生的循环动摩阻，与钻井液静液柱压力共同作用在地层上，通过调整循环排量改变循环动摩阻大小，实现对不同层位的承压能力进行测试。本发明的测试方法更直接有效，尤其在地层承压能力与地层压力之间“窗口”较窄的井内应用更为有效。

本申请为下述申请的分案申请，原申请的申请日：2016年07月26日，原申请的申请号：2016105976654，原申请的发明名称：一种地层承压能力动态测试方法及固井方法。

技术领域

本发明涉及一种地层承压能力动态测试方法及固井方法，属于钻、固井技术领域。

背景技术

在石油工业油气井建井过程中，普遍面临着复杂的漏失问题。固井漏失不仅造成水泥封固段长不够，而且影响顶替效率提高，导致固井质量差，不利于油气井继续钻进，给淡水层保护以及油气井增产改造安全实施均带来隐患，主要是由地层承压能力低造成的。地层承压能力是油气井固井设计与施工中重要参数，但针对该参数的研究基本停留在定性半定量描述阶段。

目前，关于地层承压能力的确定，主要局限于某类漏失机理，根据岩石力学原理，建立地层漏失压力理论计算模型。但造成地层漏失的原因多、机理复杂，理论模型适用范围有限，而且其中基础参数测量与处理的准确性有待提高，计算结果只能作为地层承压能力的参考，而难以指导固井浆柱结构与注替浆排量的设计。此外，现有技术的地层承压能力确定方法在地层承压能力与地层压力之间“窗口”较小的低压易漏失中应用效果差；或者现场操作复杂，形成了较高的时间和经济成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种地层承压能力动态测试方法及固井方法，以解决目前所计算出的地层承压能力准确性低的问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种固井前地层承压能力动态测试方法，该测试方法包括以下步骤：

1)在套管入井后，利用泥浆泵进行顶通，保持循环排量不变，逐渐将井内的钻井液循环出井，在钻井液稠浆完全返出井口后，逐渐提高循环排量，检测出、入口钻井液性能；

2)当钻井液出、入口性能一致后，改变泥浆泵排量，并采集该排量下的井口压力；

3)根据采集到的井口压力、以及环空和套管尺寸参数计算钻井液在环空各井段内产生的循环动摩阻；

4)根据环空井眼尺寸和计算得到的循环动摩阻计算作用在测试目标地层的动液柱压力，该动液柱压力即为所求的地层承压能力。

井口压力与循环动摩阻的关系如下：

其中Pf为钻井液循环时采集到的井口压力；Pf_j为钻井液在井径D_j、段长L_j环空内的摩阻；Pf_k为钻井液在套管内径D_k、段长L_k套管内的摩阻；Pf_A为长度L、井径D_w的环空内钻井液产生的循环动摩阻；A_j和A_k分别为环空与套管系数，D_e为套管外径。

地层承压能力的计算公式为：