井下单、双漏层条件下固井水泥返深随固监测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油钻采工程固井技术领域，特别涉及一种井下单、双漏层条件下固 井水泥返深随固监测方法及系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着页岩气、煤层气、致密砂岩气等非常规气藏开发规模日益扩大，导致 长水平段水平井日益增多。由于井眼轨迹的影响，致使在长水平段水平井固井过程中，井漏 发生后容易造成水泥低返。在这种情况下，通常需要通过声幅测井确定实际水泥返深后，然 后进行补注水泥。
[0003] -般情况下，钻井过程中如钻遇漏失层，可以确定井下漏层的深度和漏失排量，但 由于固井过程中的环空压力环境异于钻井过程中的环空压力环境，导致固井工况下的漏失 排量异于钻井工况下的漏失排量。由于固井工况下的漏失排量不确定，那么在固井过程中 也无法随固监测水泥实际返深。
【发明内容】
[0004] 为了解决井下漏失条件下无法随固监测固井水泥返深的问题，提出一种井下单、 双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法及系统。
[0005] 一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括如下步骤：
[0006]获取总井深值H'、漏层深度值H2'、井眼直径值Dh'、套管外径值D。'、套管内径 值D/、水泥浆密度值P/、替浆流体密度值02'、原井浆密度值P3'、环空流动摩阻系 数值f/、管内流动摩阻系数值f2'、固井注入排量值Q。'、注入压力值P/ ;
[0007] 获取在漏失排量值Q/为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深值 和注入压力值P'，根据注入压力值P'绘制井口注入压力随时间变化曲线A'，将曲 线A'作为分析参照曲线；其中水泥返深值HAn'中n'表示注入时刻；
[0008]实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测井口注入压力值P/，并根据 注入压力值P/绘制井口注入压力随时间变化曲线B';
[0009] 通过判断曲线B'与曲线A'是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B' 与曲线A'吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B'与曲线A'不吻 合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q/ >〇,此时井口注入压力变小，曲线B'开始偏离曲线 A'，偏离时刻为起漏时刻t'，下一时刻为t+1'，起漏时刻与下一时刻的时间差为At';
[0010] 通过曲线A'中处于起漏时刻的水泥浆返深来确定水泥返深是否受井下漏失影 响；在水泥返深值HAt'大于漏层深度值H2'时，确定水泥返深不受井下漏失影响；在HAt' 小于或等于H2'时，分析t+1'时刻的实际固井环空水泥返深HBt+1'。
[0011] 此外，本发明提供一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测方法，其包括 如下步骤：
[0012] 获取总井深值H、漏层一深度值H2+H3、漏层二深度值比、井眼直径值Dh、套管外径值 D。、套管内径值Di、水泥浆密度值Pl、替浆流体密度值P2、原井浆密度值P3、环空流动摩阻 系数值，管内流动摩阻系数值4、固井注入排量值Q〇、注入压力值Pi、环空出口返出排量值 Q3;
[0013] 获取在漏层一的漏失排量值Qi以及漏层二的漏失排量值Q2为零的条件下，固井注 水泥过程中任一时刻的水泥返深Hh和井口注入压力P，根据P绘制井口注入压力随时间变 化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值HAn中n表示注入时刻。
[0014] 实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时监测注水泥井口注入压力值Pi，并 并根据注入压力值Pi绘制井口注入压力随时间变化曲线B;
[0015] 通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失；如果曲线B与曲线 A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A不吻合，则井下存在 漏失，即漏层一的漏失排量％>〇或漏层二的漏失排量Q2>〇或％与Q2均大于0,此时井口注 入压力变小，曲线B开始偏尚曲线A，偏尚时刻为起漏时刻t，下一时刻为t+1，起漏时刻与下 一时刻的时间差为At;
[0016] 通过曲线A中处于起漏时刻的水泥浆返深HAt来确定水泥返深是否受井下漏失影 响：
[0017] 在HAt>H2+H^f，水泥衆返株处于漏层一之下，确定水泥返株不受井下漏失影响；在 HAt〈H3时，水泥浆返深处于漏层二之上，分析下一时刻t+1的水泥返深H_1;在H2+H3>HAt>H3 时，水泥浆返深处于漏层一之上，漏层二之下，分析下一时刻t+1的水泥返深HBt+1。
[0018] 此外，本发明提供一种井下单漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括 如下模块：
[0019] 第一参数获取模块，用于获取总井深值H'、漏层深度值H2'、井眼直径值Dh'、套 管外径值D。'、套管内径值D/、水泥浆密度值P/、替浆流体密度值02'、原井浆密度值 P3'、环空流动摩阻系数值f/、管内流动摩阻系数值f2'、固井注入排量值(V、注入压 力值P/ ;
[0020] 第一参照曲线生成模块，用于获取在漏失排量值Q/为零的条件下，固井注水泥 过程中任一时刻的水泥返深值'和注入压力值P'，根据注入压力值P'绘制井口注入 压力随时间变化曲线A'，将曲线A'作为分析参照曲线；其中水泥返深值HAn'中n'表示 注入时刻；
[0021] 第一实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时 监测井口注入压力值P/，并根据注入压力值P/绘制井口注入压力随时间变化曲线B';
[0022] 第一判断模块，用于通过判断曲线B'与曲线A'是否吻合来判断井下是否存在 漏失；如果曲线B'与曲线A'吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线 B'与曲线A'不吻合，则井下存在漏失，即漏失排量值Q/ >0,此时井口注入压力变小，曲 线B'开始偏离曲线A'，偏离时刻为起漏时刻t'，下一时刻为t+1'，起漏时刻与下一时 刻的时间差为At';
[0023] 第一环空水泥返深确定模块，用于通过曲线A'中处于起漏时刻的水泥浆返深来 确定水泥返深是否受井下漏失影响；在水泥返深值HAt'大于漏层深度值H2'时，确定水泥 返深不受井下漏失影响；在HAt'小于或等于H2'时，分析t+1'时刻的实际固井环空水泥 返深HBt+/。
[0024] 此外，本发明提供一种井下双漏层条件下的固井水泥返深随固监测系统，其包括 如下模块：
[0025] 第二参数获取模块，用于获取总井深值H、漏层一深度值H2+H3、漏层二深度值H3、 井眼直径值Dh、套管外径值D。、套管内径值Dp水泥浆密度值Pl、替浆流体密度值p2、原井 浆密度值P3、环空流动摩阻系数值，管内流动摩阻系数值f2、固井注入排量值Q〇、注入压 力值Pi、环空出口返出排量值Q3;
[0026] 第二参照曲线生成模块，用于获取在漏层一的漏失排量值％以及漏层二的漏失排 量值Q2为零的条件下，固井注水泥过程中任一时刻的水泥返深HAn和井口注入压力P，根据 P绘制井口注入压力随时间变化曲线A，将曲线A作为分析参照曲线；其中水泥返深值HAn中 n表示注入时刻。
[0027] 第二实际变化曲线生成模块，用于实时获取在实际固井注水泥施工过程中，实时 监测注水泥井口注入压力值Pi，并并根据注入压力值Pi绘制井口注入压力随时间变化曲线 B；
[0028] 第二判断模块，用于通过判断曲线B与曲线A是否吻合来判断井下是否存在漏失； 如果曲线B与曲线A吻合，确定井下不存在漏失，终止本方法的流程；如果曲线B与曲线A 不吻合，则井下存在漏失，即漏层一的漏失排量％>〇或漏层二的漏失排量Q2>〇或％与Q2均 大于0,此时井口注入压力变小，曲线B开始偏离曲线A，偏离时刻为起漏时刻t，下一时刻为 t+1，起漏时刻与下一时刻的时间差为At;<