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专利号: 2019105859550
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种固井隔离液的选择方法,其特征在于:包括以下步骤:a.测定破坏钻井液的絮凝结构后驱替钻井液虚泥饼需要的剪切应力τ值;

b.根据公式(1)计算得到驱替裸眼封固段虚泥饼所需压力P;

P=4000×L×τ/De     (1);

其中,P为代表驱替裸眼封固段虚泥饼所需压力,MPaL为裸眼封固段长,m;

De为裸眼平均井径与封固套管外径之差,mm;

τ为破坏裸眼封固段虚泥饼所需剪切应力,Pa;

c.选取待分析的隔离液;并通过API标准粘度计仪器测定该隔离液在不同转速下对应读数θi;

d.根据公式(2)和(3)计算隔离液在不同转速条件下对应的剪切速率γi和剪切应力τi;

γi=1.7023Ni     (2);

其中,γi为该隔离液在不同转速下的剪切速率,S-1;

Ni为API标准粘度计的不同转速,r/min;

τi=0.51θi       (3);

其中,τi为该隔离液在不同读数下的剪切应力,Pa;

θi为该隔离液在不同转速条件下粘度计读数,无量纲;

e.将不同转速下对应的剪切速率γi和剪切应力τi列表,在线性坐标图或双对数坐标图上绘制数据曲线,通过数据曲线的形状趋势来判断该隔离液流变模式;其中,线性坐标图或双对数坐标图中,γi在纵坐标,τi在横坐标;

f.根据该隔离液的流变模式确定范宁摩擦因子f,根据公式(4)(5)来计算该隔离液在不同的环空排量Qi对应的环空压力Pi,并将环空排量Qi和压力Pi列表;

其中νi代表不同环空排量下流体在环空流动速度,m/s;

Qi为不同的环空排量,m3/min;

DH为裸眼平均井径,m;

DC为套管外径,m;

Pi为不同的环空排量下相应的环空压力,MPa;

ρ为隔离液密度,g/cm3;

f为范宁摩擦因子,无量纲;

L为裸眼封固段长度,m;

g.将公式(1)计算得出P与公式(5)计算得出Pi匹配,选取两数值接近时该环空压力Pi对应环空排量Qi;

h.将选出的环空排量Qi输入SWPI固井设计软件中获得固井过程中循环当量密度ECD,将循环当量密度ECD与裸眼破裂压力值或漏失压力值进行比较:若ECD值不超过裸眼破裂压力值或漏失压力值时,该隔离液满足现场安全作业;

若ECD值超过裸眼破裂压力值或漏失压力值,选择另一种或多种隔离液再次从步骤c计算,直至选取得到满足ECD值不超过裸眼破裂压力值或漏失压力值的要求隔离液。

2.根据权利要求1所述固井隔离液的选择方法,其特征在于:所述步骤c中,不同转速分别为600r/min,300r/min,200r/min,100r/min,6r/min,3r/min。

3.根据权利要求1所述固井隔离液的选择方法,其特征在于:所述步骤e中,该隔离液流变模式判断方法如下:若在双对数坐标图上,数据曲线呈直线趋势时,判定该隔离液的流变模式为幂率模式;

或者,若在线性坐标图上,数据曲线呈直线趋势时,判定该隔离液的流变模式为宾汉模式。