[发明专利]一种救援井最小压井排量的确定方法

说明书

本发明涉及一种救援井最小压井排量的确定方法，根据现场所能配制的最大压井液密度和压井泵额定排量，结合最小压井排量关系曲线，确定救援井压井施工选取参数范围；根据现场设备能力和人员配备，从参数范围中选取合适的压井液密度和排量，准备好压井泵和加重钻井液，实施压井。本发明利用建立的多相流动控制方程组，计算不同压井液密度下所需的最小压井排量，根据现场所能配制的最大压井液密度和压井泵额定排量，确定压井施工参数选取范围，为现场压井施工参数设计提供指导；多相流动控制方程组考虑了压井液在连通点处的下落，并且采用全隐式四点差分算法结合非均匀网格划分方法对方程组进行求解，提高了计算的准确性。

技术领域

本发明属于非常规井控技术领域，具体地，涉及一种救援井最小压井排量的确定方法。

背景技术

油气资源是一种重要的战略能源，在保障国家经济社会发展以及国防安全方面有着不可估量的作用。然而，油气开采是一项高风险的工作，井喷事故一旦发生，不仅造成资源的损失、设备的损害，而且还可能造成人员的伤亡、环境的破坏和恶劣的社会影响。井控技术是现代钻采工程中不可缺少的一个重要组成部分，受到高度重视，在处理井喷事故、降低财产损失、减少环境污染等方面发挥了重要作用。

救援井作为一种非常规压井技术，是处理井喷事故的最后一道手段，可以解决常规压井方式无法解决的严重井喷事故，是安全、高效开采油气资源的重要保障。尤其是2010年墨西哥湾漏油事件发生之后，西方石油公司更是要求进行深水钻井作业之前，必须有完备的救援井设计方案。救援井采用动态压井的方式进行压井，其原理是利用压井液的液柱压力加上高排量产生的流动摩阻制止井喷。由于救援井采用磁探测的原理与事故井进行连通，连通点不在事故井的井底，而在最后一层套管鞋附近，当裸眼段较长时，压井液能否在连通点处发生下落以及下落后裸眼段的流动状况会对压井排量设计产生较大影响。由于海上压井设备的限制，施工之前需要计算成功压井所需的最小压井排量，以便保证选取的施工排量能够成功制止井喷，减少压井液的浪费，降低对环境的污染，因此，确定救援井最小压井排量至关重要。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种救援井最小压井排量的确定方法；通过建立考虑压井液在连通点处下落的多相流动控制方程组，计算不同压井液密度下所需的最小压井排量，绘制压井液密度与最小压井排量的关系曲线，然后根据现场根据现场所能配备的最大压井液密度和压井泵额定排量，确定救援井压井施工参数。通过该方法，可以确定救援井最小压井排量，为救援井压井施工参数设计提供指导。

本发明提供一种救援井最小压井排量的确定方法，包括如下步骤：

(1)、确定救援井最小压井排量计算所需的基本参数；

(2)、将事故井的井筒长度和压井时间分别按照空间域和时间域离散成网格；

(3)、考虑压井液在连通点处的下落，建立压井过程中井筒的多相流动控制方程组；

(4)、结合步骤(1)中的基本参数和步骤(3)中的多相流动控制方程组确定多相流动方程组的初始条件、边界条件和求解算法；

(5)、结合步骤(2)中的网格划分和步骤(3)中的方程组计算不同压井液密度下所需的最小压井排量并绘制压井液密度与最小压井排量关系曲线；

(6)、根据现场所能配制的最大压井液密度和步骤5中的关系曲线，确定救援井最小压井排量。

其中，所述步骤(1)中的基本参数包括：事故井井深H_t、裸眼段长度H_o、套管段长度H_c、地层压力P_p、地层温度T_f、产气指数PI、井口回压P_wh、压井液粘度μ_l、气体组分、套管粗糙度、初始井底流压P_wf0和初始气体产量Q_g0。