[发明专利]钻遇储层裂缝的堵漏方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻遇储层裂缝的堵漏方法，及堵漏控制系统，它用于辅助钻井液工程师计算储层裂缝宽度和设计堵漏钻井液配方，能在钻井现场实时操作，及时性强。

背景技术

储层的天然裂缝是油气开采的重要渗流通道，钻井中遇到裂缝时，常常发生漏失现象，这就需要钻井液进行堵漏。目前，油气开采中采用的堵漏方法是，根据漏速大小粗略估计裂缝宽度并依据经验设计堵漏钻井液配方。这种方法存在以下三点主要不足：1.裂缝宽度是估计的，工程师并不知道确切的参数，从而给后续堵漏方案的设计造成困难，这是因为裂缝宽度的准确预测是后续堵漏方案制定的基础；2.根据经验确定的堵漏钻井液配方无法知道确切的堵漏钻井液中材料的粒度分布，这是因为合理的粒度分布是堵漏成功的关键，因而造成现场经常需要多次堵漏才能成功；3.从裂缝宽度的估计到堵漏钻井液配方的设计，完全依靠工程师个人的主观经验，实用性差。上述三点主要不足，致使堵漏作业无法一次确定，经常需要以试验的方式反复进行多次才能成功，严重制约了油气井的顺利开采。并且，这种试验式的反复堵漏需要大量堵漏钻井液，增加了油气开采的成本，更为严重的是造成大量的堵漏钻井液和堵漏浆侵入储层深部，难于返排，损失油气渗流通道，给储层造成无法挽回的伤害。

综上所述，准确计算储层裂缝宽度和设计堵漏钻井液配方已成为当前油气开采的燃眉之急。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对上述现有技术的不足，提供一种简单易行、方便实用、及时性强的钻遇储层裂缝的堵漏方法。

本发明的目的之二在于：针对上述现有技术的不足，提供一种自动化，甚至智能化的钻遇储层裂缝的堵漏控制系统。

本发明的目的之一采用下述技术方案实现：一种钻遇储层裂缝的堵漏方法，包括下列步骤：

（1） 收集地质参数、钻井参数、钻井液参数和漏失参数，通过这些参数计算得到储层裂缝的宽度；

（2） 根据储层裂缝宽度选择对应粒径的堵漏材料； 

（3） 通过计算得到步骤（2）堵漏材料形成的孔隙尺寸，选择与该孔隙尺寸对应粒径的下一级堵漏材料，以下一级堵漏材料封堵上一级堵漏材料形成的孔隙尺寸；按照前述方法，逐级计算得出每一级堵漏材料形成的孔隙尺寸，并选择对应粒径的封堵材料，以此形成多级以小粒径堵漏材料封堵大粒径堵漏材料孔隙的堵漏钻井液配方，将储层裂缝封堵。

步骤（1）中储层裂缝的宽度通过下述计算模型得出：

；

式中：为裂缝宽度；为地层孔隙度；r_eq为井眼等效半径；△为钻井正压差；为钻井液的塑性粘度；为总压缩系数；v_cum为累积漏失量；t为漏失时间；c为常数，取1.3956。

步骤（3）中堵漏材料形成的平均孔隙尺寸通过下述之一的计算模型得出：

①Coberly 公式，；

②； 

式中：D_pore为有效孔喉尺寸，单位为μm；D₅₀为平均堆积颗粒尺寸，单位为μm；Φ为堆积孔隙度。

本发明的目的之二采用下述技术方案实现：一种钻遇储层裂缝的堵漏控制系统，包括交互式用户界面的储层裂缝宽度计算模块、堵漏钻井液配方生成模块、数据记录存储模块和显示配方设计模块；其中：

储层裂缝宽度计算模块：根据收集到的地质参数、钻井参数、钻井液参数和漏失参数信息，基于系统的计算模型综合分析计算得到储层裂缝的宽度；

堵漏钻井液配方生成模块：对储层裂缝宽度计算模块输出的宽度值进行分析，根据分析结果在数据记录存储模块中选择对应粒径的堵漏钻井液配方； 

数据记录存储模块：负责记录各种堵漏材料的名称和平均堆积颗粒尺寸，并基于系统的计算模型综合分析计算出各种堵漏材料的颗粒堆积孔隙度和平均孔隙尺寸，根据各种堵漏材料的堆积孔隙度和平均孔隙尺寸，将各种堵漏材料划分成多个不同的级别，使每一级堵漏材料形成的孔隙尺寸由下一级堵漏材料封堵，以此形成多级以小粒径堵漏材料封堵大粒径堵漏材料孔隙尺寸的堵漏钻井液配方；并将这些信息记录存储于数据库；

显示配方设计模块：负责显示堵漏钻井液配方生成模块生成的各级堵漏材料组成的配方。

所述储层裂缝宽度计算模块中的计算模型如下：

；

式中：为裂缝宽度；为地层孔隙度；r_eq为井眼等效半径；△为钻井正压差；为钻井液的塑性粘度；为总压缩系数；v_cum为累积漏失量；t为漏失时间；c为常数，取1.3956。