深水钻井气侵程度实时定量描述方法

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1、石油勘探与开发2922016年4月PETR0LEUMEXPL0RATIoNANDDEVEL0PMENTVb1．43NO．2文章编号：1000．0747(2016)02-0292—05DOI：10．11698／PED．2016．02．17深水钻井气侵程度实时定量描述方法许玉强，管志川，张会增2，张洪宁(1．中国石油大学(华东)石油工程学院；2．中海油研究总院)基金项目：国家自然科学基金(51574275)；国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB226706)；长江学者和创新团队发展计划(IRT1086)摘要：通过分析深水钻井气侵特点和现有气侵监测方

2、法的不足，论证了在隔水管底部进行气侵早期监测的可行性，提出了基于隔水管底部超声波气侵监测的气侵程度实时定量描述方法。分析了多普勒超声波监测气侵方法存在的问题，设计了隔水管底部透射式超声波气侵监测实验装置，用于分析不同截面含气率条件下的声波衰减特性，给出了运用超声波监测隔水管处气侵情况的解决方案。结合深水钻井井筒环空气液两相流计算模型和含可信度的地层压力预测，建立了基于隔水管底部截面气侵监测数据的井筒气侵程度反算方法。该方法与常规方法相比可提前4min左右检测到气侵，并可根据隔水管底部声波响应数据准确确定气侵发生的时刻、气体到达井口所需时间、任一时刻的总溢流量及

3、任一时刻不同井深处的截面含气率。图5参15关键词：深水钻井；气侵监测；透射式超声波；气侵程度；反算方法中图分类号：TE28文献标识码：AThequantitativedescriptionofgas-cutdegreeindeepwaterdrillingXUYuqiang，GUANZhichuan，ZHANGHuizeng，ZHANGHongning(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China；2．CNOOCResearchInstitute，B

4、eijing100028，China)Abstract：Throughtheanalysisofgas-cutfeaturesindeepwaterdrillingandshortagesofexistinggas—cutdetectionmethods，thefeasibilityofearlydetectionofgascutattheboaomofriserwasdemonstrated，andamethodwasproposedforquantitativedescriptionofgas-·cutdegreeindeepwaterdrillingba

5、sedonultrasonicmonitoringatthebosomofriser．TheproblemsofDopplerultrasoundgas·cutdetectionmethodwasanalyzedandtheexperimentaldeviceofgas—cutmonitoringattheboRomofriserbasedontheultrasonictransmissionwasbuilt，whichwasusedtoanalyzethesoundattenuationcharacteristicsunderdiferentconditio

6、nsofvoidfraction．Thesolutionsforusingultrasoundtomonitorgas-cutsituationatthebotomofriserwasproposed．Combinedwiththegas—liquidtwo-phasemodelofwellboreannulusindeepwaterdrillingandtheformationpressurepredictionmethodwithcredibility,theinversecalculationmethodofgas-cutdegreeinwellbore

7、wasestablished，whichwasbasedonthemonitoringdataofgascutattheboaomsectionofriser．Thismethodcoulddetectthegascutaboutfourminutesinadvancecomparedwithconventionalmethods，andthegascutoccurringmoment，thetimeleftforgastoreachthewellhead，thetotaloverflowrateatanymoment，andthevoidfractionin

8、diferentdepthcouldb