[发明专利]盐水层钻井液密度的确定方法与装置

说明书

技术领域

本发明实施例涉及石油天然气钻井技术，尤其涉及一种盐水层钻井液密度的确定方法与装置。

背景技术

伴随着能源需求的增长和浅层能源的过度开发，深井和超深井已成为今后钻探发展的重要方向。但是深井和超深井开采过程中的超高压问题，给工程施工、钻井工具、井下安全等带来了巨大的挑战。山前区块就属于超高压区块，超高压盐水层的压力当量泥浆密度大于2.30g/cm³，纵横方向上分布无规律，压力梯度变化较大，一旦揭开超高压盐水层，就面临着溢流的井控风险。同时超高压盐水会侵入井筒，污染钻井液，进而使钻井液的流变性和滤失性变差，降低钻井效率。

目前处理超高压盐水层的有效方法是，通过调整钻井液密度来释放超高压盐水层的地层水，从而降低地层压力，即将钻井液的密度降低到满足施工要求的压力当量钻井液密度，然后再进行钻井。但是目前还没有一种较为完善的方法来确定盐水层(尤其超高压盐水层)控压钻井液最优密度的确定方法，这给现场施工和作业带来极大的不便。

发明内容

本发明实施例提供一种盐水层钻井液密度的确定方法与装置，以解决现有技术无法准确确定盐水层钻井液的密度，进而造成钻井施工无法有效进行的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种盐水层钻井液密度的确定方法，包括：

根据所述盐水层的深度、井口设备的抗内压强度和地层压力，确定所述钻井液的第一密度；

根据所述盐水层上部地层的最低破裂压力、所述最低破裂压力对应的地层深度，确定所述钻井液的第二密度；

根据预设时间内所述井口装备对盐水的第一容量限、所述钻井液对所述盐水的第二容量限、所述钻井液流通通道对所述盐水的第三容量限，以及预设的所述盐水在所述钻井液中的最大侵入量，确定所述钻井液的第三密度；

根据所述第一密度、所述第二密度和所述第三密度，确定所述钻井液的第一目标密度。

在第一方面的一种可能的实现方式中，当所述盐水层为膏岩层内的盐水层时，所述方法还包括：

根据钻井过程中地层的蠕变速率、控压放水到下套管的施工天数、下套管到固井的施工天数以及下套管到固井过程中井眼的允许变化率，确定所述钻井液的第四密度；

根据所述第一目标密度和所述第四密度，确定所述钻井液的第二目标密度。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

根据历史钻井数据中不同的放水量与不同的钻井液密度之间的对应关系，获得所述钻井液密度与所述放水量之间的映射关系；

根据所述钻井液密度与所述放水量之间的映射关系，确定所述第一目标密度对应的目标放水量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述根据预设时间内所述井口装备对盐水的第一容量限、所述钻井液对所述盐水的第二容量限、所述钻井液流通通道对所述盐水的第三容量限，以及预设的所述盐水在所述钻井液中的最大侵入量，确定所述钻井液的第三密度之前，所述方法还包括：

获取预设时间内所述井口装备对盐水的第一容量限、所述钻井液对所述盐水的第二容量限和所述钻井液流通通道对所述盐水的第三容量限；

所述根据预设时间内所述井口装备对盐水的第一容量限、所述钻井液对所述盐水的第二容量限、所述钻井液流通通道对所述盐水的第三容量限，以及预设的所述盐水在所述钻井液中的最大侵入量，确定所述钻井液的第三密度，具体包括：

将所述第一容量限、所述第二容量限和所述第三容量限中的最小值确定为目标容量限；

根据所述目标容量限与预设的所述盐水在所述钻井液中的最大侵入量之间的关系，确定所述钻井液的第三密度，其中所述目标容量限大于预设的所述盐水在所述钻井液中的最大侵入量。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述获取预设时间内所述井口装备对所述盐水的第一容量限，具体包括：

根据所述盐水层的深度、所述井口设备的抗内压强度、所述地层压力和单位长度环空的容积，获取所述井口装备对所述盐水的第一容量限，所述井口设备包括防喷器和井口套管。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，获取预设时间内所述钻井液对所述盐水的第二容量限，具体包括：

根据所述盐水层的深度、单位长度环空的容积和所述盐水污染钻井液的最大体积分数，获取所述钻井液对所述盐水污染的第二容量限。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，获取预设时间内所述钻井液流通通道对所述盐水的第三容量限，具体包括：