[发明专利]用于选择井筒钻井流体堵漏材料的智能系统

说明书

一种用于循环LCM的智能系统可以实施一种方法。当正在地质地层中钻井筒时，接收用于识别对井筒进行钻进的井筒钻进系统的井筒钻进条件的钻井参数。井筒钻进系统使包括不同粒度分布的微粒的井筒钻井流体流动。微粒用作LCM以减少井筒钻井流体在地质地层中的漏失。接收流动通过井筒钻进系统的多个不同的井筒流体流动路径的井筒钻井流体中的微粒的粒度分布。粒度分布表示井筒钻井流体中微粒的浓度。部分地基于接收到的钻井参数和接收到的微粒的粒度分布来控制一些微粒到井筒钻井流体中的释放。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月24日提交的美国专利申请第15/961,500号的优先权，该美国专利申请的全部内容由此通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及井筒钻进。

背景技术

为了将井筒形成到地质地层中，钻头穿过地质地层钻出一路径。在钻井过程期间，钻井流体被循环以冷却和润滑钻头、移除地层的粉碎物(也称为“钻屑”)，并保持储层上的静态压力。在一些情况下，在钻井过程期间，可能会遇到高漏失层带。高漏失层带是钻井循环流体从井筒漏失到地质地层的层带。循环流体可能是高成本的，并且通常被连续地再循环通过井筒。当循环流体在高漏失层带中漏失到地质地层时，通常会以高昂的成本添加更多的循环流体。另外，流体的漏失减小了地质地层上的静态压力。这样的压力损失可能导致“井涌”或烃从井筒的加压释放。当遇到高漏失地层时，可以将漏失控制材料添加到钻井循环流体以堵塞高漏失层带。漏失控制材料能够通过被滞留在位于井筒的壁中的孔和裂缝内而堵塞高漏失层带。

发明内容

本说明书描述了与用于选择井筒钻井流体堵漏材料的智能系统有关的技术。

在本公开中描述的主题的一些方面可以被实施为一种井筒钻进系统。该系统包括多个粒度分布分析仪(PSD)、联接到多个PSD的微粒储存器、以及联接到所述多个PSD和所述微粒储存器的处理系统。每个PSD都被配置成确定循环通过井筒钻进系统的井筒钻井流体中的微粒的粒度分布。每个PSD都联接到相应的井筒钻井流体流动路径。微粒包括堵漏材料(LCM)，该堵漏材料被配置成减少井筒钻井流体到正在其中钻进所述井筒的地质地层中的漏失。微粒储存器被配置成承载具有不同物理性质的微粒，并将一些微粒释放到井筒钻进系统的钻井流体罐中以与循环通过钻井流体罐的井筒钻井流体混合。处理系统被配置成在钻进井筒时执行操作。处理系统接收用于识别所述井筒钻进系统的井筒钻进条件的钻井参数。处理系统从多个PSD接收井筒钻井流体中的微粒的粒度分布。处理系统部分地基于接收到的钻井参数和接收到的微粒的粒度分布来控制微粒储存器以将一些微粒释放到钻井流体罐中。

在可与任何其他方面结合的一些方面中，多个PSD可以包括联接到三个相应的井筒钻井流体流动路径的三个PSD。第一路径位于钻井流体泵和钻机之间。第二路径位于钻机和振动器系统之间。第三路径位于振动器系统和钻井流体罐之间。

在可与任何其他方面结合的一些方面中，微粒储存器包括容纳第一粒度分布的微粒的细微粒储存器、容纳大于第一粒度分布的第二粒度分布的微粒的中等微粒储存器、和容纳大于第二粒度分布的第三粒度分布的微粒的粗微粒储存器。每个微粒储存器都联接到钻井流体罐。第一微粒储存器被配置成响应于来自处理系统的第一控制信号而将一定量的第一粒度分布的微粒释放到钻井流体罐中。中等微粒储存器被配置成响应于来自处理系统的第二控制信号而将一定量的第二粒度分布的微粒释放到钻井流体罐中。第三微粒储存器被配置成响应于来自处理系统的第三控制信号而将一定量的第三粒度分布的微粒释放到钻井流体罐中。

在可与任何其他方面结合的一些方面中，每个粒度分布分析仪都被配置成确定在井筒钻进期间循环通过相应的井筒钻井流体流动路径的井筒钻井流体中的微粒的粒度分布。