[发明专利]一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法

摘要

一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法属于钻井施工技术领域，尤其涉及一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。本发明提供一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。本发明包括实际返出岩屑体积计算、理论返出岩屑体积计算、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口；1、实际返出岩屑体积计算；1）计算每米返出岩屑质量m湿；2）排除泥浆吸附作用引起的质量误差，具体为：取出单位体积湿岩屑，由电子天平称重获得质量为Δm湿，单位体积干岩屑质量经过单位体积湿岩屑烘干称重即可得到，为Δm干，单位体积干湿岩屑质量比为Δm比=Δm干/Δm湿，排除泥浆吸附作用后的岩屑质量为：m湿×Δm比。

主权项

1.一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法，其特征在于包括实际返出岩屑体积计算、理论返出岩屑体积计算、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口；1、实际返出岩屑体积计算1）计算每米返出岩屑质量m_湿；2）排除泥浆吸附作用引起的质量误差，具体为：取出单位体积湿岩屑，由电子天平称重获得质量为Δm_湿，单位体积干岩屑质量经过单位体积湿岩屑烘干称重即可得到，为Δm_干，单位体积干湿岩屑质量比为Δm_比=Δm_干/Δm_湿，排除泥浆吸附作用后的岩屑质量为：m_湿×Δm_比；3）计算得到当前岩性岩屑密度ρ_岩屑，则钻过1米井段实际返出岩屑体积为：ΔV_实际（m_湿×Δm_比）/ρ_岩屑；4）计算实际累积返出岩屑体积，需要从开始有返出岩屑井深H₀开始，到当前井深H_t，计量每钻过1米实际返出岩屑体积ΔV_实际并求和，因此实际累积返出岩屑体积表示为：V_实际实际=，H为测量井段（H=H_t‑H₀）；2、理论返出岩屑体积计算1）由钻过1米井段、钻头尺寸D_钻头得出单米理论井眼体积，考虑单米井眼扩大率ΔV_excess可得单米理论岩屑体积为：ΔV_理论¼π×D_钻头²×1×ΔV_excess；2）理论累积返出岩屑体积是对单米理论岩屑体积的求和，理论累积返出岩屑体积表示为：V_理论理论=3、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口1）岩屑返出率R_返出的计算通过实际累积返出岩屑体积与理论累积返出岩屑体积相比得到，表示为：R_返出×100%即R_返出×100% ；式中：R_返出——岩屑返出率；H₀——岩屑开始返出井深；H_t——当前返出岩屑井深；m_湿——湿岩屑质量；Δm_比——单位体积干湿岩屑质量比；ρ_岩屑——岩屑密度；D_钻头——钻头尺寸；ΔV_excess——井眼扩大率；每钻过一米井段，井段和岩屑质量同步增加，岩屑返出率数据同步更新；2）安全岩屑返出率窗口的设定：设定安全岩屑返出率窗口（α，β），通过实时岩屑返出率与安全岩屑返出率窗口进行比较，实现井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测，比较规则具体为：当R_返出<α时：井眼不清洁；当R_返出>β时：井壁不稳定；当R_返出∈（α，β）时，井眼清洁且井壁稳定。