[发明专利]一种气体钻井井筒排液系统及气举优化方法

说明书

本发明公开一种气体钻井井筒排液系统及气举优化方法，该系统第一液体流量计安装在钻井泵下游，压力传感器安装在第一液体流量计下游管路上，气体设备的气体注入管线与压力传感器与第一液体流量计之间的管路连通，气体流量计安装在气体设备出口，第二液体流量计安装在液气分离器与泥浆罐之间的管路上。该气体气举排液方法为纯气体气举和脉冲注气气举。有益效果，由于液体、气体流量计和数据处理控制系统，能精确计量气体钻井井筒排液过程中注入井筒的气量和液量，及排出井筒的液量，数据处理系统实时预测井筒内流动状态，进行预测和判断，在气举排液过程中实时预测、校正气体排量和钻井液排量，优化气体设备和钻井泵的控制，控制气举过程自动完成。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻探技术领域的气体钻井，特别是涉及一种气体钻井井筒排液系统及气举优化方法。

背景技术

气体钻井具有机械钻速高的优点，可以完全解决地层漏失问题，是一项针对井壁稳定且不含水地层的高效钻井技术。随着我国油气勘探向深层复杂地层的推进，气体钻井也逐步应用于深井钻井。气体钻井之前需要将液相钻井液从钻杆和井筒环空内排出，完成排液后气体循环干燥井眼，待井眼干燥后才能进行正式气体钻进施工。

当前气体钻井排液施工做成中主要依赖人工判断施工进程，依赖操作人员经验调节钻井泵排量、注气设备输出气量。因为作业人员个人施工经验、心理生理状态等因素，不同作业人员的判断会不同，影响气体钻井排液作业的效率，难以达到最佳施工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种提高气体钻井井筒排液效率，降低设备油耗，减少作业成本的气体钻井井筒排液系统。

本发明所采用的技术方案是，一种气体钻井井筒排液系统，包括，压力传感器、气体流量计、第一液体流量计、第二液体流量计、气体设备和数据处理与控制系统；所述第一液体流量计安装在钻井泵的下游方向，所述压力传感器安装在第一液体流量计下游方向的管路上，所述气体设备的气体注入管线与压力传感器与第一液体流量计之间的管路连通，气体流量计安装在气体设备的出口，所述第二液体流量计安装在液气分离器与泥浆罐之间的管路上。

旋转控制头的旁通口与液气分离器通过管路连接。

所述压力传感器、气体流量计、第一液体流量计、第二液体流量计、气体设备和钻井泵分别和数据处理与控制系统通过信号线连接；将测出的压力传感器、气体流量计、第一液体流量计和第二液体流量计数据传入数据处理与控制系统；计算井筒内剩余钻井液量，追踪气液界面，优化调节气体设备的注气量；确定是否需要钻井泵注液，并调节注液量。

所述井筒内剩余钻井液量Vt，

　　　　（1）

其中，Vt为此时井筒内剩余钻井液的体积，单位为m3；

Qlo为流出井筒钻井液的流量，单位为m3/s；