油气上窜速度计算.doc

复杂情况下的油气上窜速度计算后效录井是指工程停钻或起下钻时钻井液静止一段时间后，下钻到需要的深度进行钻井液循环时，测定通过扩散和渗透作用进人井筒钻井液中的烃类气体的含量(或在钻具抽吸作用下进人钻井液中的油气含量)。在气井特别是重点探井的钻进中，当上部打开一个气层后，会在后面的钻进过程中不可避免地多次出现后效气。根据多年来的实践结果来看，后效气的气测值往往比打开气层时的值高的多，特别是一些地层压力较高的气层，往往能达到全烃99.9%这样满值的情况。这极大加强了井控工作的难度。事实上最近几年发生在川东北的绝大多数溢流事故都是在起下钻过程中由于后效气导致的溢流。现场录井之中,准确的计算出油气上窜速度对于安全钻井,对于油气层的保护和后期的测试、油气产能评价意义重大。目前录井常用的油气上窜速度方法为迟到时间计算法。计算公式为：V=（H油-H钻*（T1-T0）/T迟到）/T静其中：V 油气上窜速度 m/h H油 新打开油气层顶部深度 m H钻 开泵循环时钻头所在井深 m T1 循环气测值明显升高时间（见显示时间） min T0 开泵时间 min T迟到在钻头位置所在井深的迟到时间min T静 静止时间 h在一般的情况下，油气层深度、钻头位置、开泵时间、见显示时间、静止时间都是确定的，唯一影响计算准确性的只有迟到时间这一个变量。计算迟到时间的理论公式T迟到=V/Q，其中V是井底钻具与井壁的环空容积 m3，Q为循环时的泵排量m3/min。在钻具和井筒结构没有大的变化情况下，T迟到只与钻头位置和排量呈线性相关。在实际录井过程中，每钻进到一定深度录井人员会利用停泵的机会采用实测法得到一个迟到时间。在做迟到时间实测实验时，一般要求井队保持泵排量稳定在正常钻进时的排量。在正常情况下，泵的排量只与泵的泵冲转数有关。我们定义，在这种情况下得到的T迟到为标准迟到时间，这时候的泵冲转数为标准泵冲转数，标准迟到时间与标准泵冲数是呈反比关系。在使用综合录井仪的录井条件下，录井人员可以调整设置使仪器的迟到时间在标准泵冲转数下与标准迟到时间一致。这样当钻头位置或泵冲发生变化时，仪器能自动计算迟到时间保证录井资料的准确性。当班录井人员在计算油气上窜速度时采用的迟到时间一般就是仪器实时反映的迟到时间。这种计算方法本身是没有问题的，但这种方法有一个前提，井队的泵冲在整个循环过程中必须稳定不变，这样才能保证迟到时间的准确性。但在实际钻井过程中，井队在下钻到底后通常会先低泵冲循环一段时间再慢慢把泵冲加到标准泵冲转数，在这种情况下再用标准迟到时间来计算油气上窜速度明显是错误的。为了解决这一问题，有些录井队采用了一种分步迟到时间计算法。方法是将整个循环过程根据泵冲的大小分为几个不同的时间段分别计算迟到时间和循环时间。具体做法举例如下：有一井深4000米的井，油气层顶高3900米。井底双泵标准泵冲合计100冲/min循环时标准迟到时间为150min。静止24h下钻到底循环测后效，首先单泵泵冲50冲/min循环5分钟，此时仪器显示迟到时间为300min，然后双泵合计泵冲80冲/min循环20分钟，此时迟到时间为188min，最后泵冲合计100冲/min循环100分钟后见后效显示。如果简单套用以前的计算公式计算油气上窜速度如下：V=（3900-（125/150）*4000）/24=23.6m/h而用分步迟到时间计算方法计算公式如下：V=（3900-（5/300+20/188+100/150）*4000）/24=30.88m/h应该说差别还是很大的，这只是一个简单例子，如果泵冲变化更加频繁还可以分的更细。应该说这个计算方法是比原来的方法有改进的，但是这个方法本身的理论基础并不严密而且非常繁琐，而且不同泵冲循环时间长度和对应的迟到时间需当班录井人员实时记录，增大了当班录井人员的工作量和处理资料的时间。而且当泵冲变化频繁且无明显规律时这个方法是不够精确的。在这里我推荐一种平均迟到时间计算法。具体思路如下：我们计算出从开泵到见显示时间的总泵冲数，再除以见显示时间得到一个平均泵冲数，再与标准泵冲比较与标准迟到时间对照得到一个平均迟到时间，再用这个平均迟到时间计算油气上窜速度。还以刚才那个例子说明。计算总泵冲数=50*5+80*20+100*100=11850冲平均泵冲数=11850/125=94.8冲/min平均迟到时间=150*100/94.8=158min计算油气上窜速度如下：V=（3900-（125/158）*4000）/24=30.64m/h结果与分步迟到时间计算出来的结果差距不大，粗看这种计算方法并不比分步迟到时间计算法简单。但事实上开泵到见显示时间的总泵冲数在各种综合录井仪的数据库是有记录很容易查到的。这样就省去了分段计算循环时间和对应的迟到时间的麻烦。而且这种计算方法的理论基础也比分步迟到时间计算法更可靠。在这上面的计算中，为了计算简单我们默认两个泵的每冲泵排量是一样的。如果泵的排量不一样，且单泵双泵倒换频繁的情况下那就要分别统计各泵的总泵冲数再换算成相应的平均迟到时间。（具体方法，有兴趣的同志可以自行推算一下）最后想提出一点注意的是在带有回压凡尔的钻具下钻到底时，开泵时间不能简单的认为是泵开始启动的时间。因为一开始只是在顶浆，准确的开泵时间应该是从有立压或井