[发明专利]适用于川渝地区的强化参数钻井方法

说明书

本发明公开了一种适用于川渝地区的强化参数钻井方法，川渝地区地层层序由上到下依次包括嘉陵江组、长兴组、龙潭组、韩家店组及龙马溪组；实时采集井底钻压、顶驱转速、钻头转速、排量及钻井液密度；通过强化参数模型计算机械钻速，得到实时采集的井底钻压、顶驱转速、钻头转速、排量及钻井液密度所对应的机械钻速；设定每层地层的边界条件，调整顶驱转速，结合边界条件直至计算出最优机械钻速，根据最优机械钻速得到对应采集的井底钻压、顶驱转速及排量，以降低钻头的磨损，提高机械钻速，缩短钻井周期，从而降低钻井成本。

技术领域

本发明涉及石油工程设备开发技术领域，具体涉及一种适用于 川渝地区的强化参数钻井方法。

背景技术

目前国内页岩气开发已经步入平稳阶段，但是对比北美页岩气 技术还存在较大差距，主要差距在于北美提速增产技术。北美提速 技术主要采用强化参数，采用高钻压、大排量、高转速进行提速钻 进。国内地质复杂，多期次构造运动叠加，山地地貌，地下构造复杂、断裂发育，装备主要以35MPa压力级别进行配套，部分高压地 区采用70MPa。国内页岩气开采面临最大的提速问题，在川渝地区 由于地层多样，各个层位需要用不同的钻井工程参数进行钻进才可 以达到最大的提速效益。

强化参数是油气钻井中最有效的提速方式之一，主要是通过泥 浆泵来控制排量的大小，通过刹把控制悬重来调整钻压的高低，通 过控制顶驱调节顶驱转速，结合井下动力钻具来确定井底钻头转速。 当钻遇不同的地层，可以通过不同的参数进行协同配合，已达到最 低的设备损耗以及最大的机械钻速。目前现场施工中未形成有效的 强化参数方法，也不具备模型模拟分析，导致钻头的磨损快，机械 钻速低，钻井效率低，钻井周期长，导致最终钻井成本高。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的问题，提供一种能降低钻头 磨损、大幅度提高钻井速度、缩短钻井周期且降低钻井成本的适用 于川渝地区的强化参数钻井方法。

为实现上述目的，本发明所设计的适用于川渝地区的强化参数 钻井方法，川渝地区地层层序由上到下依次包括嘉陵江组、长兴组、 龙潭组、韩家店组及龙马溪组；所述强化参数钻井方法包括如下步 骤：

1)实时采集井底钻压、顶驱转速、钻头转速n_r、排量及钻井液 密度；

2)根据步骤1)中实时采集的井底钻压、顶驱转速、钻头转速n_r、 排量及钻井液密度通过强化参数模型计算机械钻速v_pe，得到实时采 集的井底钻压、顶驱转速、钻头转速n_r、排量及钻井液密度所对应的 机械钻速v_pe；

强化参数模型为：

式中，v_pe—机械钻速；

k—页岩气各层位强化参数指数；

d—钻压指数；

λ—转速指数；

f—地层水力指数；

Δρ_d—钻井液密度差系数；

W_s—单位钻头直径钻压即比钻压；

n_r——钻头转速；

HP_e——喷嘴比水功率

ρ_d——钻井液密度；

P_bs——钻头比水功率；

3)设定每层地层的边界条件，边界条件包括井底钻压、钻头转 速和排量；调整顶驱转速，结合边界条件重复步骤1)～步骤2)直 至计算出最优机械钻速，根据最优机械钻速得到对应采集的井底钻 压、顶驱转速及排量。