[发明专利]一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法

说明书

一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法属于钻井施工技术领域，尤其涉及一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。本发明提供一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。本发明包括实际返出岩屑体积计算、理论返出岩屑体积计算、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口；1、实际返出岩屑体积计算；1）计算每米返出岩屑质量m_湿；2）排除泥浆吸附作用引起的质量误差，具体为：取出单位体积湿岩屑，由电子天平称重获得质量为Δm_湿，单位体积干岩屑质量经过单位体积湿岩屑烘干称重即可得到，为Δm_干，单位体积干湿岩屑质量比为Δm_比=Δm_干/Δm_湿，排除泥浆吸附作用后的岩屑质量为：m_湿×Δm_比。

技术领域

本发明属于钻井施工技术领域，尤其涉及一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。

背景技术

在钻井施工过程中，一些大位移、大斜度等井型由于岩屑携带不完全、井内出现掉块会导致井眼清洁不良、井壁不稳定的现象，进而容易形成卡钻、井塌等事故。目前钻井施工中的井眼清洁度与井壁稳定性监测一般通过人工坐岗观察，不准确，不能对井眼清洁度和井壁稳定性进行实时的定量化监测。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种井眼清洁度与井壁稳定性定量化实时监测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括实际返出岩屑体积计算、理论返出岩屑体积计算、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口；

1、实际返出岩屑体积计算

1)计算每米返出岩屑质量m_湿；

2)排除泥浆吸附作用引起的质量误差，具体为：取出单位体积湿岩屑，由电子天平称重获得质量为△m_湿，单位体积干岩屑质量经过单位体积湿岩屑烘干称重即可得到，为△m_干，单位体积干湿岩屑质量比为△m_比＝△m_干/△m_湿，排除泥浆吸附作用后的岩屑质量为：m_湿×△m_比；

3)计算得到当前岩性岩屑密度ρ_岩屑，则钻过1米井段实际返出岩屑体积为：△V_实际＝(m_湿×△m_比)/ρ_岩屑；

4)计算实际累积返出岩屑体积，需要从开始有返出岩屑井深H₀开始，到当前井深H_t，计量每钻过1米实际返出岩屑体积△V_实际并求和，因此实际累积返出岩屑体积表示为：

H为测量井段(H＝H_t-H₀)

2、理论返出岩屑体积计算

1)由钻过1米井段、钻头尺寸D_钻头得出单米理论井眼体积，考虑单米井眼扩大率△V_excess可得单米理论岩屑体积为：

2)理论累积返出岩屑体积是对单米理论岩屑体积的求和，理论累积返出岩屑体积表示为：

3、实时岩屑返出率计算和设定安全岩屑返出率窗口

1)岩屑返出率R_返出的计算通过实际累积返出岩屑体积与理论累积返出岩屑体积相比得到，表示为：

即

式中：