一种控压钻井方法与流程

本发明属于油气田钻井，具体而言，涉及一种控压钻井方法。

背景技术：

1、控压钻井技术是解决复杂钻井问题的重要技术。通过控压钻井程序，能够精确控制井筒环空的压力剖面并平衡井内的压力，从而有效地减少钻井过程中因井内压力造成的井漏、井溢、井涌、井壁失稳、卡钻等复杂事故的发生。近年来，控压钻井技术已被各大油田广泛使用。

2、目前，国内外控压钻井技术的基本原理是，通过采集井下和地面的各种参数，然后，通过水力模型对井底压力进行模拟计算，由此判断出溢漏情况，接着，根据溢漏情况调节井口回压以保证井底压力始终在安全窗口内。例如，中国专利申请zl201210226318.2公开了一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井装备与方法，其通过流量测量系统监测进出口流量之差，由此判断钻井过程中的溢漏情况，然后根据所判断的溢漏状态调节井口回压，实现井底压力控制，在这一调节过程中，其还需要采集井下和地面的其它各种参数（例如钻井液性能参数、钻速、进出口流量、井下压力以及泥浆罐液位等参数信息），然后通过水力模型计算出井底压力，通过与实测压力进行对比，由此来调节井口回压。以上技术的不足之处在于，其需要安装大量的各种监测仪器并采集大量数据，这导致目前的钻井控压系统设备费用高昂，此外，数据的准确性受各种监测设备影响；并且，其需要构建准确的水力模型才能较符合实际情况的表征井下压力，而目前国内水力模型的搭建依然存在精度不够，判断不够准确，响应不够快速等问题，而国外水力模型又难以适应国内油气田，存在监测延迟等问题。

3、有鉴于此，需要对现有技术进行进一步改进。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种控压钻井方法，目的是为了解决以上问题中的至少一个。

2、为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种控压钻井方法，该方法借助于一种控压钻井系统而实现，所述控压钻井系统至少包括井口三通、伺服电机泵组、储液罐、钻井液泵组和定长管道，其中，井口三通安装于井口防喷器上，井口三通的顶部形成有沿竖直方向设置的供钻杆通过并将其密封的通道，钻杆在穿入井口三通后与井口三通底部的本体之间形成环形腔室，该环形腔室与井筒环空相导通，位于井口三通底部的本体上开设有与所述环形腔室导通的第一通道和第二通道，第一通道通过第一管线与伺服电机泵组相连通，伺服电机泵组的另一端连通至储液罐，第二通道与定长管道直接相连通，定长管道的远离井口三通的一端为敞口端，钻杆的顶部通过第二管线连通至钻井液泵组，钻井液泵组的另一端连接至储液罐。

4、进一步的，控压钻井的具体步骤为：

5、s1、司钻根据钻井设计给定钻井排量，包括通过定长管道的钻井总排量，由钻井液泵组所提供的第一分排量，以及，由伺服电机泵组所提供的第二分排量；

6、s2、基于所述钻井排量获取定长管道的摩阻压力pb；

7、s3、基于所述摩阻压力pb设定伺服电机泵组的泵压，将所述摩阻压力pb设定为伺服电机泵组在正常工作状态时的泵压；

8、s4、启动钻井液泵组和伺服电机泵组进行供液循环，在供液循环过程中，维持钻井液泵组的排量不变，维持伺服电机泵组的泵压不变；

9、s5、获取伺服电机泵组的排量变化曲线，根据伺服电机泵组所输出的排量变化曲线，判断是否发生溢漏，若否，则继续进行供液循环，若是，则进入下一步；

10、s6、获取溢漏参数信息，并基于所述溢漏参数信息选择性的进行井控操作，以恢复正常钻井工况下的供液循环。

11、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

12、本发明的控压钻井方法，不采用传统的监测方法，而是以定长管道的摩阻压力作为判定依据，取缔了传统的进出口流量监测，可以有效避免大量监测仪器费用，同时避免各设备误差引起的数据不准确。此外，以自适应伺服电机泵组作为判定工具，进行井下溢漏监测，可以实时反映井下溢漏情况，不存在监测延时问题，能够及时响应，且自适应伺服电机泵组可以在发生溢漏时进行节流回压调控，一套设备满足现在传统控压系统自动节流系统和回压系统的两种功能，功能更集成化；该方法可以在线实时计算溢漏量，把握现场钻井液使用情况。

技术特征：

1.一种控压钻井方法，其借助于一种控压钻井系统而实现，所述控压钻井系统至少包括井口三通（1000）、伺服电机泵组（1003）、储液罐（1005）、钻井液泵组（1006）和定长管道（1007），其特征在于，

2.如权利要求1所述的一种控压钻井方法，其特征在于，所述控压钻井方法的具体步骤为：

3.如权利要求2所述的一种控压钻井方法，其特征在于，步骤s2中，摩阻压力pb通过下式进行求取：

4.如权利要求2或3所述的一种控压钻井方法，其特征在于，步骤s6中，所述溢漏参数信息包括溢漏起始时间、溢漏量、溢漏排量、当前状态和溢漏持续时间；其中，溢漏量通过下式获得：

5.如权利要求4所述的一种控压钻井方法，其特征在于，溢漏排量被记为q’且满足q’=q-qo，当时，视作恢复了正常钻井工况下的供液循环，其中，a为允许溢漏排量。

技术总结
本发明提供了一种控压钻井方法，属于油气田钻井技术领域。在本方法中，通过自适应伺服电机泵组对钻井液泵组进行补偿供液，然后通过定长管道进行敞放，其中的伺服电机泵组能够在发生溢漏时进行节流回压调控，无需额外设置节流阀，一套设备即可满足传统控压系统自动节流系统和回压系统的两种功能，另外，将伺服电机泵组作为判定工具，无需进行井下数据监测，可以实时反映井下溢漏情况，不存在监测延时问题，具有较好的推广价值。

技术研发人员：邓波,何汶易,张欣,依孜江·依沙江,张其平
受保护的技术使用者：四川省威沃敦石油科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6