本發(fā)明涉及地球物理勘測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油氣上竄速度計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

石油鉆探中，當(dāng)井筒內(nèi)鉆井液靜止時(shí)，地下油氣不斷進(jìn)入井筒，并沿鉆井液柱不斷上浸，其上竄速度是評(píng)價(jià)儲(chǔ)層物性、油氣豐度、地層壓力等地質(zhì)特征的重要依據(jù)。傳統(tǒng)的上竄速度計(jì)算方法主要有遲到時(shí)間法和體積法兩類，其共同點(diǎn)是先計(jì)算出油氣浸液柱頂面至井口的距離，再依據(jù)油氣層埋深，計(jì)算出油氣浸液柱高度和上竄速度。不同點(diǎn)的是：前者通過(guò)油氣浸液柱頂面返出井口的遲到時(shí)間，計(jì)算出油氣浸液柱頂面與井口的距離；后者通過(guò)油氣浸液柱頂面至井口之間的鉆井液體積，計(jì)算出油氣浸液柱頂面與井口的距離。

其中，遲到時(shí)間法是鉆井現(xiàn)場(chǎng)普遍采用的方法，但其受井身結(jié)構(gòu)、鉆具結(jié)構(gòu)、多次開停泵等施工因素的影響，計(jì)算較為復(fù)雜。又因理論遲到時(shí)間與真實(shí)遲到時(shí)間存在一定偏差，特別在深井中，其偏差會(huì)明顯增大。體積法在石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)使用極少，因鉆井施工中井壁坍塌是常態(tài)，而且地層鉆開時(shí)間越長(zhǎng)，其坍塌程度越嚴(yán)重，造成理論井筒容積與實(shí)際井筒體容存在偏差，依此計(jì)算的油氣浸液柱高度，準(zhǔn)確度沒有遲到時(shí)間法計(jì)算的高。

上述兩類傳統(tǒng)方法，都是首先計(jì)算油氣浸液柱頂面與井口之間的距離，從而推算出氣浸液柱高度。油氣層埋深大多在千米至幾千米，油氣浸液柱高度大多只有幾十米至幾百米，自油氣浸頂面至井口，地層的鉆穿時(shí)間增加，井壁坍塌程度增高，理論與實(shí)際的井筒容積差加大。在此基礎(chǔ)計(jì)算的油氣浸液柱頂面位置，必然存在一定偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服上述背景技術(shù)的不足，而提供一種油氣上竄速度計(jì)算方法。本發(fā)明計(jì)算方法可以避免理論計(jì)算遲到時(shí)間、實(shí)測(cè)遲到時(shí)間、上部嚴(yán)重坍塌井段容積等因素的干擾，不受施工中多次開停泵造成的影響，消除了鉆具對(duì)油氣浸液柱的排替作用，而且在鉆井現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、取值方便、數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的油氣上竄速度計(jì)算方法，包括如下步驟：

1)確定顯示開始時(shí)間和終止時(shí)間：依據(jù)氣測(cè)錄井色譜圖，應(yīng)用全烴顯示曲線，確定油氣浸液柱的顯示開始點(diǎn)和終止點(diǎn)，再對(duì)應(yīng)這兩個(gè)點(diǎn)確定顯示開始時(shí)間t1和終止時(shí)間t2；

2)確定泵排量：依據(jù)綜合錄井儀記錄的實(shí)時(shí)泵排量數(shù)據(jù)，確定對(duì)應(yīng)于全烴顯示開始時(shí)間t1至終止時(shí)間t2的泵排量q；

3)確定井徑：依據(jù)實(shí)鉆的井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，選取油氣浸液柱對(duì)應(yīng)井徑r；

4)計(jì)算油氣浸液柱高度：依據(jù)油氣浸液柱從井筒內(nèi)返出井口，其體積基本恒定的原則，通過(guò)計(jì)算油氣浸液柱返出井口的體積v，逆向推算井筒內(nèi)油氣浸液柱高度h；

5)計(jì)算油氣上竄速度：依據(jù)井筒內(nèi)油氣浸液柱高度h和鉆井液靜止時(shí)間t，計(jì)算出油氣上竄速度p，p＝h÷t。

進(jìn)一步地，所述步驟4)中，所述油氣浸液柱在井口的體積v的計(jì)算公式如下：

v＝q×(t2﹣t1)

其中：v為返出井口的體積，單位：立方米；t1為返出井口開始時(shí)間；t2為返出井口終止時(shí)間。

進(jìn)一步地，所述步驟4)中，所述井筒內(nèi)油氣浸液柱高度h的計(jì)算公式如下：

h＝v÷【(r÷2)²×3.14】

其中：h為油氣浸液柱高度，單位：米；r為油氣浸液柱對(duì)應(yīng)井徑，單位：米。

進(jìn)一步地，所述步驟5)中，油氣上竄速度p的計(jì)算公式如下：

p＝h÷t

其中：p為油氣浸上竄速度，單位：米/小時(shí)；t為鉆井液靜止時(shí)間，單位：小時(shí)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明存在如下優(yōu)點(diǎn)：

其一，本發(fā)明的油氣上竄速度計(jì)算方法，把計(jì)算的立足點(diǎn)由傳統(tǒng)的油氣浸液柱頂面至井口之間，改變?yōu)橛蜌饨褐斆嬷料虏坑蜌鈱勇裆钪g，避免了對(duì)油氣浸液柱頂面至井口之間環(huán)空容積的復(fù)雜計(jì)算，簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。

其二，本發(fā)明的油氣上竄速度計(jì)算方法，去消了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)遲到時(shí)間的繁鎖操作、省去了理論遲到時(shí)間的計(jì)算，無(wú)需多次開停泵工況下傳統(tǒng)方法的多次分段計(jì)算，提高了現(xiàn)場(chǎng)錄井工作效率。

其三，本發(fā)明的油氣上竄速度計(jì)算方法，避開了油氣浸液柱頂面至井口之間井壁坍塌對(duì)計(jì)算的明顯影響，消除了傳統(tǒng)計(jì)算方法中鉆具排替作用對(duì)油氣浸液柱干擾，提高了計(jì)算的準(zhǔn)確率。

附圖說(shuō)明

圖1為全烴顯示開始和終止示意圖；

圖2為油氣浸液柱高度和井徑示意圖；

圖3為油氣浸液柱受鉆具排替示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定，僅作舉例而已。同時(shí)通過(guò)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。

本實(shí)施方式依據(jù)鉆井現(xiàn)場(chǎng)工作流程進(jìn)行取值和計(jì)算，實(shí)施過(guò)程包括如下步驟：

1)確定顯示開始時(shí)間和終止時(shí)間：

如圖1所示，依據(jù)氣測(cè)錄井色譜圖，應(yīng)用全烴曲線，確定油氣浸液柱的顯示開始點(diǎn)k、顯示終止點(diǎn)z，對(duì)應(yīng)k、z點(diǎn)的時(shí)間為顯示開始時(shí)間t1、顯示終止時(shí)間t2；

2)確定泵排量：

依據(jù)綜合錄井儀記錄的實(shí)時(shí)泵排量數(shù)據(jù)，確定對(duì)應(yīng)于全烴顯示開始時(shí)間至顯示終止時(shí)間的泵排量q；

3)確定井徑：

依據(jù)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，選取油氣浸液柱對(duì)應(yīng)井徑r；

4)計(jì)算油氣浸液柱高度：

依據(jù)油氣浸液柱從井筒內(nèi)返出井口，其體積基本恒定的原則，通過(guò)計(jì)算油氣浸液柱在井口的體積v，

v＝q×(t2﹣t1)。

其中：

v為返出井口的體積，單位：立方米。

t1為返出井口開始時(shí)間。

t2為返出井口終止時(shí)間。

推算井筒內(nèi)油氣浸液柱的高度h；

h＝v÷【(r÷2)²×3.14】

其中：

h為油氣浸液柱高度，單位：米。

r為油氣浸液柱井徑，單位：米。

5)計(jì)算油氣上竄速度：

依據(jù)井筒內(nèi)油氣浸液柱高度h和鉆井液靜止時(shí)間t，計(jì)算出油氣上竄速度，其公式如下：

p＝h÷t

上式演變?yōu)椋簆＝0.785×(t2﹣t1)×q÷r²÷t

其中：p為油氣浸上竄速度，單位：米/小時(shí)；t1為開始時(shí)間；t2為終止時(shí)間；q為泵排量，單位：立方米/小時(shí)；r為油氣浸液柱對(duì)應(yīng)井徑，單位：米；t為鉆井液靜止時(shí)間，單位：小時(shí)。

如圖2所示，在鉆具下入油氣浸液柱前，井筒內(nèi)油氣浸液柱i，油氣浸液柱高度h，油氣浸液柱對(duì)應(yīng)井徑r。如圖3所示，在鉆具d下入油氣浸液柱j后，受鉆具排替后失真油氣浸液柱高度h，與圖2相比，可以看出采用本發(fā)明計(jì)算方法計(jì)算的準(zhǔn)確度高。

本說(shuō)明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種油氣上竄速度計(jì)算方法，包括如下步驟：1)確定顯示開始時(shí)間和終止時(shí)間；2)確定泵排量；3)確定井徑；4)計(jì)算油氣浸液柱高度；5)計(jì)算油氣上竄速度。本發(fā)明計(jì)算方法可以避免理論計(jì)算遲到時(shí)間、實(shí)測(cè)遲到時(shí)間、上部嚴(yán)重坍塌井段容積等因素的干擾，不受施工中多次開停泵造成的影響，消除了鉆具對(duì)油氣浸液柱的排替作用,并提供一種在鉆井現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、取值方便、真實(shí)可靠的計(jì)算方法。

技術(shù)研發(fā)人員：周嘉義;王振奇;王華超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：長(zhǎng)江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.06
技術(shù)公布日：2017.08.18