專利名稱：表層井眼容積測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于鉆井中測量表層井眼容積的方法，以及一種根據(jù)測得的井眼容積準(zhǔn)確地得到固井水泥漿用量的方法，上述方法特別適合用在海洋石油鉆井中。
背景技術(shù)：
在海上油田開發(fā)叢式井鉆井作業(yè)中，表層的鉆井作業(yè)通常采用集中鉆井、快速鉆進(jìn)的作業(yè)法。由于表層鉆井采用開路循環(huán)、海水鉆進(jìn)，而且各個(gè)井眼的擴(kuò)大率相差較大，井眼容積難以計(jì)算，所以固井水泥漿量就難以確定。
通常的做法是在鉆完數(shù)口井的基礎(chǔ)上，靠所積累的經(jīng)驗(yàn)來大概地計(jì)算出所需的固井水泥漿的量。但是使用上述方法計(jì)算所得的水泥漿的量不準(zhǔn)確，有時(shí)會(huì)造成固井水泥漿的浪費(fèi)，而有時(shí)會(huì)存在水泥漿還返不到井口的風(fēng)險(xiǎn)。這種辦法不可避免地會(huì)造成效率的降低，物資的浪費(fèi)。
同樣的，在其它地表環(huán)境下鉆井，也存在固井水泥漿量難以確定的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種用于鉆井中測量表層井眼容積的方法，以及一種根據(jù)測得的井眼容積準(zhǔn)確地得到固井水泥漿用量的方法。
本發(fā)明提供的用于鉆井中測量表層井眼容積的方法為鉆井結(jié)束后用鉆井液清掃井眼；在從井口泵入鉆井液到井口返出鉆井液的過程中測量在從井口泵入鉆井液到井口返出鉆井液的過程中計(jì)量液泵的總沖數(shù)S，記錄泵沖排量R的大小，測量小平臺(tái)到井底深度H，測量鉆具組合的平均開端排量Q′，測量從小平臺(tái)到轉(zhuǎn)盤面的距離H0，測量鉆具組合的平均內(nèi)容積Q0，通過下式計(jì)算出表層井眼容積Q
Q＝S×R+H×Q′-H0×Q0本發(fā)明另外提供一種用于鉆井中測量固井水泥漿用量的方法，其中井眼容積Q是依據(jù)上述方法測得的，另外測量表層套管閉端排量qC、表層套管與隔水導(dǎo)管重疊段標(biāo)準(zhǔn)單位環(huán)空容積qCOND和表層套管與鉆頭直徑標(biāo)準(zhǔn)井眼單位環(huán)空容積q，以及測量小平臺(tái)到井底深度和隔水導(dǎo)管深度H′，通過下式計(jì)算出固井水泥漿用量AA=(Q-HqC-H′qCOND(H-H′)q-1)×100%]]>本發(fā)明還涉及上述兩種方法在海洋石油鉆井中的應(yīng)用。


圖1計(jì)算表層井眼容積Q示意圖；圖2根據(jù)Q量計(jì)算水泥漿附加量A示意圖；圖3是套管或鉆桿等管材的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明基于的原理是每口井鉆井結(jié)束后均要用鉆井液清掃井眼，當(dāng)表層井被鉆井充滿后，鉆井液會(huì)返回到出口，這時(shí)會(huì)觀察到鉆井液溢出井口。通過計(jì)算在泵入鉆井液到鉆井液從所井眼中返出的過程中，注入到井眼中的鉆井液的總量，精確地計(jì)算出井眼的容積，從而準(zhǔn)確地算出固井水泥漿的用量。
本發(fā)明的測量表層井眼容積的方法以及測量固井水泥漿用量的方法廣泛適用于各種鉆井活動(dòng)，而不受鉆井方法、鉆井設(shè)備、鉆井過程中所用的鉆井液、固井方法、固井設(shè)備、固井試劑、以及在鉆井固井過程中所使用的其它類物質(zhì)，等等限制；而且不受井眼方式如斜井眼和直井眼，以及井眼大小的限制。
本發(fā)明中使用的鉆井液是現(xiàn)有技術(shù)中已知的鉆井液，可以是水基或油基泥漿，例如清水泥漿、海水泥漿、鹽水泥漿、鹵水泥漿、石灰泥漿、石膏泥漿、多元醇泥漿和水包油乳化液等等。其中適用的鉆井液已在US專利NO.5058679中公開過。此外，也可以使用含油也含水的泥漿。在鉆井液中還可以添加其它的添加劑如增粘劑、降粘劑、溶解鹽、被鉆地層的固體顆粒、增加液體密度的固體增重劑和改進(jìn)鉆井液潤滑性的添加劑等等。對(duì)于海上油田鉆井，可以使用濃度較大的泥漿，例如稠泥漿等等。
在本發(fā)明的方法中，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已有的各種水泥，根據(jù)鉆井得到實(shí)際情況選擇水泥的種類。
本發(fā)明的方法的實(shí)施過程如下鉆井結(jié)束后通常用鉆井液清掃井眼，鉆井液返出井口是可以判斷的。測量在從井口泵入鉆井液到井口返出鉆井液的過程中計(jì)量泵的總沖數(shù)S，記錄泵沖排量的大小R，測量小平臺(tái)到井底深度(即鉆井深度)H，測量鉆具組合的平均開端排量Q′，測量從小平臺(tái)到轉(zhuǎn)盤面的距離H0，測量鉆具組合的平均內(nèi)容積Q0，然后精確地計(jì)算出井眼的容積Q，從而比較準(zhǔn)確地算出固井水泥漿的用量。
表層井眼容積是基于上述測得的數(shù)據(jù)，根據(jù)下面所列的計(jì)算井眼容積的公式得到的Q＝S×R+H×Q′-H0×Q0(式1)Q井眼容積升；S鉆井液泵沖數(shù)沖；R鉆井液泵的沖排量升/沖；H小平臺(tái)到井底深度m；Q′鉆具組合的平均開端排量升/mH0小平臺(tái)到轉(zhuǎn)盤面的距離 米；Q0鉆具組合的平均內(nèi)容積 升/米。
圖3顯示了套管或鉆桿等管材的剖面圖。其中，鉆具組合的開端排量是指如圖3所示的金屬管材體積3。內(nèi)容積如圖3附圖標(biāo)記2所表示的部分。下面提到的套管閉端排量qC是附圖3中標(biāo)記1所表示的部分。
通過計(jì)算出的井眼容積的值，可以直接通過下列公式計(jì)算出水泥漿的用量
A=(Q-HqC-H′qCOND(H-H′)q-1)×100%]]>(公式2)A水泥漿附加量％；Q井眼容積 升qC表層套管閉端排量 升/m；H小平臺(tái)到井底深度 m；qCOND表層套管與隔水導(dǎo)管重疊段標(biāo)準(zhǔn)單位環(huán)空容積 升/m；H′隔水導(dǎo)管深度 m；q表層套管與鉆頭直徑標(biāo)準(zhǔn)井眼單位環(huán)空容積升/m。
下面通過圖1、圖2所示以及上述公式結(jié)合試驗(yàn)實(shí)例來說明水泥漿量的確定方法。
SZ36-1油田D平臺(tái)24″導(dǎo)管深度為80m，然后171/2″鉆頭一開鉆進(jìn)到205m，起鉆前利用循環(huán)稠泥漿清潔井眼之機(jī)，從開泵計(jì)量到稠泥漿返出導(dǎo)管的總沖數(shù)為2200沖，則13 3/8″表層套管的水泥漿附加量計(jì)算如下泥漿泵沖數(shù)S為2200沖，泥漿泵的每沖排量R為20.5升/沖小平臺(tái)到井底深度H為180米，鉆具組合的開端排量Q′約4升/米，小平臺(tái)到轉(zhuǎn)盤面的距離H020米，鉆具組合的平均內(nèi)容積Q0約9.26升/米，根據(jù)上述公式得出井眼容積Q為45635升。
根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，計(jì)算水泥漿附加量井眼容積Q為45635升；qC表層套管閉端排量約90.8升/米；小平臺(tái)到井底深度H為180米；表層套管與導(dǎo)管重疊段環(huán)空容積qCOND約154.5升/米；隔水導(dǎo)管的長度H′為60米；表層套管與鉆頭標(biāo)準(zhǔn)井眼單位環(huán)空容積q為64.5升/米，通過公式2得出水泥漿附加量A為210.4％。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆井中測量表層井眼容積的方法，包括鉆井結(jié)束后用鉆井液清掃井眼；在從井口泵入鉆井液到井口返出鉆井液的過程中測量在從井口泵入鉆井液到井口返出鉆井液的過程中計(jì)量液泵的總沖數(shù)S，記錄泵沖排量R的大小，測量小平臺(tái)到井底深度H，測量鉆具組合的平均開端排量Q′，測量從小平臺(tái)到轉(zhuǎn)盤面的距離H0，測量鉆具組合的平均內(nèi)容積Q0，通過下式計(jì)算出表層井眼容積QQ＝S×R+H×Q′-H0×Q0
2.一種用于鉆井中測量固井水泥漿用量的方法，其中井眼容積Q是依據(jù)上述方法測得的，另外測量表層套管閉端排量qc、表層套管與隔水導(dǎo)管重疊段標(biāo)準(zhǔn)單位環(huán)空容積qcond和表層套管與鉆頭直徑標(biāo)準(zhǔn)井眼單位環(huán)空容積q，以及測量小平臺(tái)到井底深度和隔水導(dǎo)管深度H′，通過下式計(jì)算出固井水泥漿用量AA=(Q-HqC-H′qCOND(H-H′)q-1)×100%]]>
3.權(quán)利要求1或2所述的方法在海洋石油鉆井中的應(yīng)用。
全文摘要
海上油田開發(fā)叢式井鉆井作業(yè)，表層的鉆井作業(yè)通常采用集中鉆井、快速鉆進(jìn)的作業(yè)法。由于表層鉆井采用開路循環(huán)、海水鉆進(jìn)，井眼擴(kuò)大率變化大，井眼容積難以計(jì)算。所以，固井水泥漿量就難以確定。以前的做法是在鉆完數(shù)口井的基礎(chǔ)上靠積累經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算，這種辦法不可避免地會(huì)造成固井水泥漿的浪費(fèi)，有時(shí)還可能要冒水泥漿返不到井口的風(fēng)險(xiǎn)。采用本發(fā)明的表層井眼容積測定法，可以精確地計(jì)算出井眼的容積，從而比較準(zhǔn)確地算出固井水泥漿的用量。
文檔編號(hào)E21B47/00GK1676872SQ200410018819
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月2日
發(fā)明者張春陽, 張濱海 申請(qǐng)人:中海石油(中國)有限公司天津分公司, 中國海洋石油總公司