使用隨鉆井下壓力測(cè)量來(lái)檢測(cè)和減輕流入的制作方法
【專利摘要】鉆井系統(tǒng)可包括水力模型和流控制設(shè)備，該模型確定建模的流體摩擦壓力和施加于該建模的摩擦壓力的校正因子，且該流控制設(shè)備響應(yīng)于校正因子的變化而自動(dòng)受控。鉆井方法可包括鉆掘井眼，鉆井期間流體通過(guò)井眼循環(huán)，確定施加于建模的流體摩擦壓力的校正因子，以及至少部分地基于校正因子的變化來(lái)控制鉆井。
【專利說(shuō)明】使用隨鉆井下壓力測(cè)量來(lái)檢測(cè)和減輕流入
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)一般涉及與鉆掘地下井結(jié)合使用的設(shè)備以及執(zhí)行的操作，在下述一個(gè)示例中，更具體地提供使用隨鉆井下壓力測(cè)量以檢測(cè)和減輕流入。
【背景技術(shù)】
[0002]可使用水力模型來(lái)控制鉆井作業(yè)，例如，在壓力管理、欠平衡、過(guò)平衡、或控制壓力鉆井方面。一般，在鉆井作業(yè)期間，目標(biāo)是把井眼壓力維持在期望值上。不幸地，鉆井期間進(jìn)入井眼的流入可破壞正常的鉆井作業(yè)，且如果不檢查可導(dǎo)致危險(xiǎn)情況。
[0003]因此可理解，在本【技術(shù)領(lǐng)域】中不斷需要對(duì)檢測(cè)和減輕鉆井期間的流入的改進(jìn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]圖1是可實(shí)施本公開(kāi)的原理的鉆井系統(tǒng)以及相關(guān)聯(lián)的方法的代表性局部剖視圖。
[0005]圖2是鉆井系統(tǒng)和方法的另一個(gè)不例的代表性不意圖。
[0006]圖3是可與圖1和2的系統(tǒng)和方法一起使用的壓力和流控制系統(tǒng)的代表性示意圖。
[0007]圖4是其中記錄了流入事件的代表性鉆井錄井。
[0008]圖5是檢測(cè)和減輕流入的方法的代表性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]在圖1中代表性地示出的是可實(shí)施本公開(kāi)的原理的鉆井系統(tǒng)10以及相關(guān)聯(lián)的方法。然而，應(yīng)該清楚地理解，系統(tǒng)10以及方法僅是實(shí)踐中本公開(kāi)的原理的應(yīng)用的一個(gè)示例，且大量的其它示例都是可能的。因此，本公開(kāi)的范圍完全不局限于這里描述的和/或在附圖中描繪的系統(tǒng)10以及方法的細(xì)節(jié)。
[0010]在圖1的示例中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)位于鉆柱16末端的鉆頭14來(lái)鉆掘井眼12。使通常稱之為泥漿的鉆井液18循環(huán)向下通過(guò)鉆柱16，從鉆頭14出來(lái)，并且向上通過(guò)形成在鉆柱和井眼12之間的環(huán)形區(qū)域20，從而使鉆頭冷卻、潤(rùn)滑鉆柱、除去鉆屑、以及提供井底壓力控制的測(cè)量。止回閥21 (—般是擋板式檢查閥)防止鉆井液18的流向上通過(guò)鉆柱16(例如，當(dāng)正在鉆柱中建立連接時(shí))。
[0011]在壓力管理鉆井(managed pressure drilling)以及在其它類型的鉆井作業(yè)中，井眼壓力的控制是極重要的。優(yōu)選地，精確地控制井眼壓力以防止流體過(guò)度損耗到圍繞井眼12的地層中、不期望的地層壓裂、不期望的地層流體流入井眼等。
[0012]在典型的壓力管理鉆井中，在不超過(guò)地層的破裂壓力(fracture pressure)的情況下，期望將井眼壓力維持為稍大于由井眼所穿透的地層的孔隙壓力。在其中孔隙壓力和破裂壓力之間的裕度相對(duì)小的情況中，這個(gè)技術(shù)是特別有用的。
[0013]在典型的欠平衡鉆井中，期望將井眼壓力維持為略小于孔隙壓力，藉此得到來(lái)自地層的流體的受控流入。在典型的過(guò)平衡鉆井中，期望將井眼壓力維持為略大于孔隙壓力，藉此防止(或至少減輕)來(lái)自地層的流體流入。
[0014]可把氮?dú)饣蛄硗獾臍怏w或另外重量較輕的流體添加到鉆井液18中以便進(jìn)行壓力控制。例如，在欠平衡鉆井作業(yè)中這個(gè)技術(shù)是有用的。
[0015]在系統(tǒng)10中，使用旋轉(zhuǎn)控制設(shè)備22 (RCD)關(guān)閉環(huán)形區(qū)域20 (例如，隔離它與大氣的連通，并且在地表處或接近地表處對(duì)環(huán)形區(qū)域加壓力)，獲得對(duì)井眼壓力的附加控制。RCD22密封井口 24上的鉆柱16。雖然沒(méi)有在圖1中示出，但是鉆柱16將向上延伸通過(guò)RCD22從而連接到,例如,旋轉(zhuǎn)臺(tái)(未示出)、立管管線(standpipe line)26、方鉆桿(未示出)、頂部驅(qū)動(dòng)、和/或其它常規(guī)鉆井裝置。
[0016]鉆井液18經(jīng)由與RCD22下面的環(huán)形區(qū)域20連通的翼閥28排出井口 24。然后流體18通過(guò)泥漿返回管線30、73流到阻流管匯32，它包括冗余阻流器34 ( 一次可僅使用其中的一個(gè))。通過(guò)可變地限制通過(guò)工作阻流器34 (多個(gè))的流體18的流動(dòng)，把背壓力施加到環(huán)形區(qū)域20。
[0017]在其它示例中，可阻流器34外的流控制設(shè)備把背壓力施加至環(huán)形區(qū)域20。例如，可使用閥或其它類型的流控制設(shè)備來(lái)限制流或轉(zhuǎn)向流，從而調(diào)整施加至環(huán)形區(qū)域20的背壓力。
[0018]在圖1的示例中，流過(guò)阻流器34的限制越大，施加至環(huán)形區(qū)域20的背壓力就越大。因此，可通過(guò)改變施加至環(huán)形區(qū)域20的背壓力來(lái)方便地調(diào)整井下壓力(例如，在井眼12底部的壓力、井下套管底環(huán)處的壓力、特定地層或區(qū)域處的壓力等)。可使用水力模型，如下更完整地描述地，來(lái)確定在地表處或地表附近施加至環(huán)形區(qū)域20的壓力，這導(dǎo)致期望的井下壓力，以使操作者(或自動(dòng)控制系統(tǒng))可易于地確定如何調(diào)整在地表處或地表附近施加至環(huán)形區(qū)域的壓力(這可方便地測(cè)量到)從而得到期望的井下壓力。
[0019]可經(jīng)由多個(gè)壓力傳感器36、38、40在地表處或地表附近測(cè)量施加至環(huán)形區(qū)域20的壓力，每個(gè)傳感器都與環(huán)形區(qū)域連通。壓力傳感器36感測(cè)RCD22下但是在防噴器(BOP)組42上的壓力。壓力傳感器38感測(cè)井口中在BOP組42下的壓力。壓力傳感器40感測(cè)阻流管匯32上游的泥漿返回管線30、73中的壓力。
[0020]另一個(gè)壓力傳感器44感測(cè)立管管線26中的壓力。又一個(gè)壓力傳感器46觀測(cè)在阻流管匯32下游但是在分離器48、振動(dòng)篩50、和泥漿坑52上游的壓力。另外的傳感器包括溫度傳感器54、56、科里奧利流量計(jì)58、以及流量計(jì)62、64、66。
[0021]這些傳感器并非都是必需的。例如，系統(tǒng)10可只包括三個(gè)流量計(jì)62、64、66中的兩個(gè)。然而，在確定鉆井作業(yè)期間施加于環(huán)形區(qū)域20的壓力應(yīng)該是多少方面，來(lái)自所有可用傳感器的輸入可對(duì)于水力模型是有用的。
[0022]如果期望，可使用其它傳感器類型。例如，流量計(jì)58不必定是科里奧利流量計(jì)，因?yàn)榭商娲厥褂脺u輪流量計(jì)、聲學(xué)流量計(jì)、或另外類型的流量計(jì)。
[0023]此外，鉆柱16可包括它自己的傳感器60，例如，來(lái)直接測(cè)量井下壓力。這樣的傳感器60是熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員已知的類型，如隨鉆壓力(PWD)、隨鉆測(cè)量(MWD)、和/或隨鉆測(cè)井(LWD)。這些鉆柱傳感器系統(tǒng)通常提供至少壓力測(cè)量，還可提供溫度測(cè)量、檢測(cè)鉆柱特性(諸如振動(dòng)、鉆壓、粘滑等)、地層特性(諸如電阻率、密度等)、和/或其它測(cè)量值?？墒褂酶鞣N形式的有線或無(wú)線遙測(cè)(聲學(xué)、壓力脈沖、電磁等)把井下傳感器測(cè)量值發(fā)送到地表。[0024]如果期望，系統(tǒng)10中可包括附加傳感器。例如，可使用另一個(gè)流量計(jì)67來(lái)測(cè)量流體18排出井口 24的流速，另一個(gè)科里奧利流量計(jì)(未示出)可直接互連鉆機(jī)泥漿泵68的上游或下游等。
[0025]如果期望，系統(tǒng)10可包括更少的傳感器。例如，替代使用流量計(jì)62或任何其它流量計(jì)，通過(guò)計(jì)數(shù)泵沖程可確定鉆機(jī)泥漿泵68的輸出。
[0026]注意，分離器48可以是3或4相分離器，或泥漿氣體分離器(有時(shí)稱之為“泥氣分離器(poor boy degasser)”)。然而,在系統(tǒng)10中不必定使用分離器48。
[0027]鉆井液18通過(guò)鉆機(jī)泥漿泵68泵入通過(guò)立管管線26并進(jìn)入鉆柱16內(nèi)部。泵68接收來(lái)自泥漿坑52的流體18，并且使其經(jīng)由立管管匯70流到立管管線26。然后流體18循環(huán)向下通過(guò)鉆柱16、向上通過(guò)環(huán)形區(qū)域20、通過(guò)泥漿返回管線30、73、通過(guò)阻流管匯32，然后經(jīng)由分離器48和振動(dòng)篩50到泥漿坑52以便調(diào)整和再循環(huán)。
[0028]注意，在至此所述的系統(tǒng)10中，不可使用阻流器34來(lái)控制施加至環(huán)形區(qū)域20的背壓力以控制井下壓力，除非流體18正流過(guò)阻流器。在常規(guī)的過(guò)平衡鉆井作業(yè)中，例如，任何時(shí)候當(dāng)在鉆柱16中建立連接時(shí)(例如，當(dāng)井眼12鉆掘得更深時(shí)，把另一個(gè)長(zhǎng)度的鉆井管道添加到鉆柱中)，會(huì)發(fā)生缺少流體18的流，并且缺乏循環(huán)將要求通過(guò)流體18的密度來(lái)單獨(dú)調(diào)整井下壓力。
[0029]然而，在系統(tǒng)10中，當(dāng)在鉆柱16中建立連接時(shí)，即使在流體18不循環(huán)通過(guò)鉆柱16和環(huán)形區(qū)域20的情況下，也可維持通過(guò)阻流器34的流體18的流。因此，即使可不使用分離的背壓力泵，仍可通過(guò)限制通過(guò)阻流器34的流體18的流而把壓力施加至環(huán)形區(qū)域20。
[0030]當(dāng)流體18沒(méi)有通過(guò)鉆柱16和環(huán)形區(qū)域20循環(huán)時(shí)(例如，當(dāng)在鉆柱中建立連接時(shí))，流體經(jīng)由旁路管線72、75從泵68流到阻流管匯32。因此，流體18可旁通立管管線
26、鉆柱16以及環(huán)形區(qū)域20，并且可直接從泵68流到仍與環(huán)形區(qū)域20保持連通的泥漿返回管線30。通過(guò)阻流器34限制的這個(gè)流將藉此導(dǎo)致把壓力施加至環(huán)形區(qū)域20 (例如，在典型的壓力管理鉆井中)。
[0031]如圖1中描繪，旁路管線75和泥漿返回管線30兩者都經(jīng)由單個(gè)管線73與環(huán)形區(qū)域20連通。然而，旁路管線75和泥漿返回管線30替代地可分開(kāi)連接到井口 24，例如，使用附加的翼閥(例如，在RCD22下面)，在該情況中，管線30、75的每一個(gè)直接與環(huán)形區(qū)域20連通。
[0032]雖然這樣在井場(chǎng)處需要一些附加的管道，但是環(huán)形區(qū)域上壓力的效果與把旁路管線75和泥漿返回管線30連接到公共管線73時(shí)基本上相同。因此，應(yīng)該理解，可使用系統(tǒng)10的部件的各種不同的配置，這仍保持在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。
[0033]由阻流器或其它類型的流控制設(shè)備74來(lái)調(diào)整通過(guò)旁路管線72、75的流體18的流。管線72是旁路流控制設(shè)備74的上游，而管線75是旁路流控制設(shè)備的下游。
[0034]基本上由閥或其它類型的流控制設(shè)備76來(lái)控制通過(guò)立管管線26的流體18的流。由于通過(guò)每個(gè)立管和旁路管線26、72的流體18的流速對(duì)于確定這些流如何影響井眼壓力方面是有用的，圖1中描繪的流量計(jì)64、66在這些管線中是互連的。
[0035]然而，即使只使用流量計(jì)62、64，也可確定通過(guò)立管管線26的流速，并且即使只使用流量計(jì)62、66，也可確定通過(guò)旁路管線72的流速。因此，應(yīng)該理解，系統(tǒng)10不必須包括圖1中描繪的和這里描述的所有傳感器，而是系統(tǒng)可替代地包括附加的傳感器，不同組合和/或類型的傳感器等。
[0036]在圖1的示例中，在鉆柱中建立連接之后，可使用旁路流控制設(shè)備78以及限流器80來(lái)填充立管管線26和鉆柱16，并且在打開(kāi)流控制設(shè)備76之前，可用于均衡立管管線和泥漿返回管線30、73之間的壓力。否則，在立管管線26和鉆柱16并且用流體18填充并加壓之前的突然打開(kāi)流控制設(shè)備76，可導(dǎo)致環(huán)形區(qū)域20中不期望的壓力瞬變(例如，當(dāng)立管管線26和鉆柱16充以流體時(shí)到阻流管匯32的流暫時(shí)丟失，等)。
[0037]通過(guò)在建立連接之后打開(kāi)立管旁路流控制設(shè)備78，允許流體18填充立管管線26和鉆柱16，同時(shí)基本大部分流體繼續(xù)通過(guò)旁路管線72流動(dòng)，藉此能繼續(xù)控制把壓力施加至環(huán)形區(qū)域20。在立管管線26中的壓力已經(jīng)與泥漿返回管線30、73和旁路管線75中的壓力均衡之后，可打開(kāi)流控制設(shè)備76，且然后可關(guān)閉流控制設(shè)備74，慢慢地把較大比例的流體18從旁路管線72轉(zhuǎn)向到立管管線26。
[0038]在鉆柱16中建立連接之前，可執(zhí)行相似的過(guò)程，但是是反向的，以逐漸把流體18的流從立管管線26轉(zhuǎn)向到旁路管線72，準(zhǔn)備把更多的鉆管添加到鉆柱16中。S卩，可逐漸地打開(kāi)流控制設(shè)備74，以慢慢地把較大比例的流體18從立管管線26轉(zhuǎn)向到旁路管線72，然后可關(guān)閉流控制設(shè)備76。
[0039]注意，可把控制設(shè)備78和限流器80集成在單個(gè)元件中(例如，其中具有流限制的流控制設(shè)備)，并且可把流控制設(shè)備76、78集成到單個(gè)流控制設(shè)備81中(例如，單個(gè)阻流器，它可在建立鉆管連接之后，逐漸打開(kāi)，慢慢地填充并加壓立管管線26和鉆柱16，然后充分打開(kāi)以允許鉆掘時(shí)的最大流)。
[0040]然而，由于典型的常規(guī)鉆機(jī)配備有立管匯70中的閥的形式的流控制設(shè)備76，并且立管閥的使用被結(jié)合到通常鉆井實(shí)踐中的，所以可獨(dú)立操作的流控制設(shè)備76、78保留了流控制設(shè)備76的使用。流控制設(shè)備76、78有時(shí)統(tǒng)稱如下仿佛它們是單個(gè)流控制設(shè)備81，但是應(yīng)該理解，流控制設(shè)備81可包括獨(dú)立的流控制設(shè)備76、78。
[0041]圖2中代表性地示出另一個(gè)示例。在本示例中，流控制設(shè)備76連接到鉆機(jī)的立管匯70的上游。這個(gè)配置具有特定優(yōu)勢(shì)，諸如，無(wú)需修改鉆機(jī)的立管匯70或匯和方鉆桿之間的管線，可像正常鉆井作業(yè)中那樣使用鉆機(jī)的立管排氣閥82來(lái)排放立管管線26 (不需要鉆機(jī)團(tuán)隊(duì)(rig’ s crew)改變過(guò)程)，等。
[0042]例如使用快速連接器84 (諸如,錘擊接頭(hammer union))等,流控制設(shè)備76可互連在鉆機(jī)泵68和立管匯70之間。這將允許流控制設(shè)備76能方便地適配各種鉆機(jī)泵管線的互連。
[0043]可使用特別適配的全自動(dòng)化流控制設(shè)備76 (例如，通過(guò)圖3中描繪的控制器96自動(dòng)控制)，以便控制通過(guò)立管管線26的流，代替使用鉆機(jī)的立管匯70中的常規(guī)立管閥?？啥ㄖ普麄€(gè)流控制設(shè)備81以便像這里描述的那樣使用(例如，用于控制通過(guò)立管管線26的流，連同轉(zhuǎn)向立管管線和旁路管線72之間的流體18從而藉此控制環(huán)形區(qū)域20中的壓力，等)，而不是用于常規(guī)鉆井目的。
[0044]在圖2的示例中，任選地使用可遠(yuǎn)程控制的閥或其它流控制設(shè)備160，以把流體18的流從立管管線26轉(zhuǎn)向到阻流管匯32下游的泥漿返回管線30，以便把信號(hào)、數(shù)據(jù)、命令等發(fā)送到井下工具(諸如圖1的包括傳感器60、包括泥漿馬達(dá)、偏移設(shè)備、操縱控制等在內(nèi)的其它裝置的井底鉆具組合)。遙測(cè)控制器162控制設(shè)備160，遙測(cè)控制器162可把信息編碼為井下工具可檢測(cè)的分流的序列(例如，通過(guò)井下工具的流的某種減小是源自設(shè)備160把流相應(yīng)從立管管線26轉(zhuǎn)向到泥漿返回管線30)。
[0045]在美國(guó)德克薩斯州休斯敦的Halliburton Energy Services有限公司(哈里伯頓能源服務(wù)有限公司)銷售的GEO-SPAn(TM)系統(tǒng)中提供合適的遙測(cè)控制器和合適的可遠(yuǎn)程操作的流控制設(shè)備。遙測(cè)控制器162可連接到INSITE(TM)系統(tǒng)或控制系統(tǒng)90中的其它捕獲和控制接口 94。然而，可使用其它類型的遙測(cè)控制器和流控制設(shè)備也符合本公開(kāi)的范圍。
[0046]注意，優(yōu)選地，每個(gè)流控制設(shè)備74、76、78和阻流器34是可遠(yuǎn)程和自動(dòng)控制的，從而通過(guò)在地表處或接近地表處保持期望的環(huán)形區(qū)域壓力來(lái)維持期望的井下壓力。然而，可手動(dòng)控制這些流控制設(shè)備74、76、78和阻流器34中的任何一個(gè)或多個(gè)，這也符合本公開(kāi)的范圍。
[0047]在圖3中示意性地示出可與系統(tǒng)10和圖1和2的相關(guān)聯(lián)的方法一起使用的壓力和流控制系統(tǒng)90。優(yōu)選地，控制系統(tǒng)90是全自動(dòng)的，雖然也可使用一些人類介入，例如，來(lái)防范不恰當(dāng)?shù)牟僮?、啟?dòng)某些例程、更新參數(shù)等。
[0048]控制系統(tǒng)90包括水力模型92、數(shù)據(jù)捕獲和控制接口 94以及控制器96 (諸如可編程邏輯控制器或PLC、經(jīng)合適編程的計(jì)算機(jī)等)。雖然在圖3中分立地描述這些元件92、94、96,但是可把它們的任何或全部結(jié)合到單個(gè)元件中，或這些元件的功能可分成另外的元件、可提供其它附加元件和/或功能等。
[0049]在控制系統(tǒng)90中使用水力模型92來(lái)確定地表處或接近地表處的期望的環(huán)形區(qū)域壓力，以得到期望的井下壓力。水力模型92利用諸如井幾何形狀、流體性質(zhì)、以及鄰井(offset well)信息(諸如地?zé)崽荻取⒖紫秹毫μ荻鹊?之類的數(shù)據(jù)，以及由數(shù)據(jù)捕獲和控制接口 94捕獲的實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，來(lái)作出這個(gè)確定。
[0050]因此，在水力模型92和數(shù)據(jù)捕獲和控制接口 94之間存在持續(xù)的雙向數(shù)據(jù)和信息傳輸。重要的是要理解，數(shù)據(jù)捕獲和控制接口 94工作來(lái)維持從傳感器44、54、66、62、64、60、58、46、36、38、40、56、67到水力模型92的基本連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，以使水力模型具有它適配而改變情況和更新期望環(huán)形區(qū)域壓力所需要的信息，并且水力模型用于向數(shù)據(jù)捕獲和控制接口基本連續(xù)地提供要求的環(huán)形區(qū)域壓力值。
[0051]作為控制系統(tǒng)90中的水力模型92使用的合適的水力模型是美國(guó)德克薩斯州休斯敦的 Halliburton Energy Services 有限公司銷售的 REAL TIME HYDRAULICS (TM)或 GBSETPOINT(TM)。另一個(gè)合適的水力模型是以商標(biāo)名IRIS(TM)提供的，且又一個(gè)合適的水力模型可從挪威的特隆赫姆的SINTEF得到。在控制系統(tǒng)90中可使用任何合適的水力模型而與本公開(kāi)的原理符合。
[0052]在控制系統(tǒng)90中用作數(shù)據(jù)捕獲或控制接口 94的合適的數(shù)據(jù)捕獲或控制接口是Halliburton Energy Services 有限公司銷售的 SENTRY? INSITE(TM)和 INSITE(TM)。在控制系統(tǒng)90中可使用任何合適的數(shù)據(jù)捕獲和控制接口而與本公開(kāi)的原理符合。
[0053]控制器96用于通過(guò)控制泥漿返回阻流器34和其它設(shè)備的操作來(lái)維持期望設(shè)置點(diǎn)環(huán)形區(qū)域壓力。當(dāng)從數(shù)據(jù)捕獲和控制接口 94把更新的期望環(huán)形區(qū)域壓力發(fā)送到控制器96時(shí)，控制器使用該期望環(huán)形區(qū)域壓力作為設(shè)置點(diǎn)，并且以一個(gè)方式來(lái)控制阻流器34的操作(例如，按需增加或減少通過(guò)阻流器的流阻力)以維持環(huán)形區(qū)域20中的設(shè)置點(diǎn)壓力?？筛嗟仃P(guān)合阻流器34以增加流阻力，或更多地打開(kāi)以減小流阻力。[0054]通過(guò)將設(shè)置點(diǎn)壓力與測(cè)量到的環(huán)形區(qū)域壓力(諸如由傳感器36、38、40中任何一個(gè)感測(cè)到的)進(jìn)行比較來(lái)完成設(shè)置點(diǎn)壓力的維持，并且如果測(cè)量到的壓力大于設(shè)置點(diǎn)壓力則減小通過(guò)阻流器34的流阻力，如果測(cè)量到的壓力小于設(shè)置點(diǎn)壓力則增加通過(guò)阻流器34的流阻力。當(dāng)然，如果設(shè)置點(diǎn)和測(cè)量到的壓力相同，則不需要調(diào)節(jié)阻流器34。這個(gè)過(guò)程優(yōu)選是自動(dòng)化的，以致不需要人工介入，雖然如果期望可使用人工介入。
[0055]還可使用控制器96來(lái)控制立管流控制設(shè)備76、78以及旁路流控制設(shè)備74的操作。因此可在進(jìn)行鉆柱16中的連接之前，使用控制器96來(lái)自動(dòng)進(jìn)行流體18的流從立管管線26轉(zhuǎn)向到旁路管線72的過(guò)程，然后在進(jìn)行連接之后，使流從旁路管線轉(zhuǎn)向到立管管線，然后恢復(fù)流體18的正常循環(huán)以便鉆井。同樣，在這些自動(dòng)化過(guò)程中不需要人工介入，雖然如果需要的話可使用人工介入，例如，依次啟動(dòng)每個(gè)過(guò)程，人工地操作系統(tǒng)的部件等。
[0056]在系統(tǒng)90中可使用數(shù)據(jù)驗(yàn)證和預(yù)測(cè)技術(shù)以防備使用有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)而保證確定的值是符合(in line with)預(yù)測(cè)值的，等。在國(guó)際申請(qǐng)PCT/US11/59743中描述了合適的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和預(yù)測(cè)技術(shù)，但是如果期望可使用其它技術(shù)。 [0057]當(dāng)在開(kāi)放式循環(huán)系統(tǒng)中鉆井時(shí)，已經(jīng)使用隨鉆壓力(PWD)壓力測(cè)量工具來(lái)監(jiān)測(cè)井底壓力，并且已經(jīng)用來(lái)檢測(cè)井眼事件。具有壓力管理鉆井(MPD)以及使用阻流器34或其它類型的流控制設(shè)備來(lái)維持期望井眼壓力，已經(jīng)大大地限制了檢測(cè)事件的PWD測(cè)量的使用。
[0058]可通過(guò)下面的公式給出通過(guò)水力模型92計(jì)算的用于調(diào)節(jié)流體摩擦壓力的校正因子CF:
[0059]CF = (PffD psi — WHP —水靜力)/ 模型摩擦力(I)
[0060]其中PWD psi是由互連在鉆柱16中的PWD工具(諸如傳感器60)進(jìn)行的壓力測(cè)量，WHP是在或接近地表處(例如，在井口 24處)測(cè)量到的環(huán)形區(qū)域壓力，而水靜力是井眼中一個(gè)位置處的由于在該位置上面的流體18的柱(column)的重量引起的靜態(tài)井眼壓力(例如，在沒(méi)有通過(guò)鉆柱和環(huán)形區(qū)域20的循環(huán)的情況下)?；跍y(cè)量到的流體18的密度和測(cè)量到的井眼位置上面的流體柱的真實(shí)的垂直深度，來(lái)計(jì)算水靜力。
[0061]由水力模型92實(shí)時(shí)計(jì)算模型摩擦力。把校正因子CF施加于模型摩擦力(CF*模型摩擦力)以計(jì)算實(shí)際摩擦壓力(摩擦力)。
[0062]在正常的壓力管理鉆井條件下，上述公式的分子(PWD ps1- WHP —水靜力)是井眼12中測(cè)量到的摩擦壓力的判定，并且是實(shí)時(shí)值(分子中的每一項(xiàng)都是可得到的以便以實(shí)時(shí)用于公式中)。PWD數(shù)據(jù)傳輸頻率可以是數(shù)秒到數(shù)分，并且每次接收到PWD數(shù)據(jù)，可把公式(I)應(yīng)用于計(jì)算校正因子CF。
[0063]在正常情況中，在建模的摩擦壓力和測(cè)量到的摩擦壓力(在上述公式中分別為分母和分子)之間的差異應(yīng)該是極小的，所以CF應(yīng)該近似于I。如果CF增加，這表示井眼12中的流體摩擦力正在增加(例如，井眼中有更多鉆屑、井眼部分倒塌物等)。如果CF開(kāi)始減少，這表示減少的流體摩擦，這可能是氣舉的結(jié)果(例如，當(dāng)氣體向上流到地表時(shí)，環(huán)形區(qū)域20中氣體膨脹，從而減小了環(huán)形區(qū)域流體18柱的有效密度)。
[0064]在壓力管理鉆井中(例如，用在地表處或接近地表處對(duì)大氣封閉的環(huán)形區(qū)域20鉆掘，并且調(diào)整環(huán)形區(qū)域20中的壓力從而調(diào)整井下壓力)，可使用下面公式控制一個(gè)或多個(gè)阻流器34 (這些阻流器34限制來(lái)自環(huán)形區(qū)域的流體18的流):
[0065]WHP =期望的一摩擦力一水靜力(2)[0066]其中期望的是在井眼中任何位置處的期望壓力(例如，在井眼的底部或遠(yuǎn)端、在套管底環(huán)處、在由井眼穿透的欠壓力(under-pressured)區(qū)處等)，并且摩擦力是由于環(huán)形區(qū)域20中流體摩擦力引起的壓力(摩擦力=CF*模型摩擦力，如上所述)。
[0067]如果WHP大于上述公式中給出的值，則可進(jìn)一步打開(kāi)阻流器34 (多個(gè))(導(dǎo)致對(duì)于流的限制較小)，并且如果WHP小于上述公式中給出的值，則可進(jìn)一步關(guān)合阻流器(導(dǎo)致對(duì)流進(jìn)行更大的限制)。因此，對(duì)于控制阻流器34(多個(gè))的操作，或以其他方式精確地控制井眼12壓力，使用公式⑵中各項(xiàng)的合適的值來(lái)計(jì)算WHP是極重要的。
[0068]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在其中PWD工具或其它壓力傳感器60是鉆柱16的一部分的情況中，在發(fā)生流入(influx)之后，水力模型92將調(diào)節(jié)CF(例如，應(yīng)用上述公式(I))以維持期望井眼壓力(見(jiàn)圖4中描繪的測(cè)井示例)。當(dāng)控制系統(tǒng)90，用自動(dòng)(例如，自動(dòng)化地控制阻流器(多個(gè))34以維持期望井眼壓力)以及用水力模型92來(lái)控制井眼12壓力時(shí)，當(dāng)發(fā)生這樣的流入時(shí)，CF可快速減小(例如，小到.001)。
[0069]如此小的CF是不正確的，因?yàn)榫哂腥魏窝h(huán)流體18在井眼12中存在摩擦力。然而，在流入期間公式I中的誤差是在水靜力項(xiàng)中(例如，在用于計(jì)算靜水壓力的靜態(tài)流體密度中)。在流入期間，當(dāng)氣體遷移到環(huán)形區(qū)域20上并且流入流體(例如，凝析氣等)從單相過(guò)渡到多相流體時(shí)，在環(huán)形區(qū)域20中的靜水壓力減小。
[0070]為了使用PWD進(jìn)行井涌檢測(cè)并且在MPD作業(yè)中防止井涌，可通過(guò)水力模型92計(jì)算的校正因子CF的的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)分析應(yīng)用、和/或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等進(jìn)行井涌(流入)的標(biāo)識(shí)。如果期望，可使用從CF特性中標(biāo)識(shí)流入的其它技術(shù)(例如，CF的斜率、二階導(dǎo)數(shù)等的評(píng)估)。在CF的實(shí)時(shí)分析期間，如果在某個(gè)時(shí)刻發(fā)生預(yù)定的回歸或侵犯(aggression),可觸發(fā)報(bào)警，并且水力模型92可開(kāi)始校正控制算法的水靜力項(xiàng)以防止任何進(jìn)一步的流入。
[0071]在下文更充分討論如下的一種算法，該算法將防止流入的增加:
[0072]經(jīng)調(diào)節(jié)的麗=以前的麗一((以前的摩擦力一觀察到的摩擦力)/(.052*TVD))(3)
[0073]其中經(jīng)調(diào)節(jié)的MW是用于計(jì)算水靜力項(xiàng)的經(jīng)調(diào)節(jié)的泥漿重量(流體18密度)，以前的MW是下一個(gè)以前計(jì)算的或測(cè)量的流體密度，以前的摩擦力是下一個(gè)以前的經(jīng)建模的摩擦壓力，觀察的摩擦力是當(dāng)前計(jì)算的摩擦壓力(例如，使用公式2)，而TVD是真實(shí)的垂直深度。注意，.052項(xiàng)用于把每加侖的以磅為單位的泥漿重量轉(zhuǎn)換成每平方英寸的磅數(shù)(當(dāng)乘以英尺表示的TVD時(shí))。如果使用其它單位，則這個(gè)轉(zhuǎn)換因子將改變。
[0074]重復(fù)地應(yīng)用，公式3將調(diào)節(jié)水靜力項(xiàng)直到CF實(shí)質(zhì)上等于I。一旦流入在環(huán)形區(qū)域20夕卜，CF將開(kāi)始增加，并且使用同一個(gè)公式，將適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)水靜力項(xiàng)。
[0075]—旦標(biāo)識(shí)了流入(例如，使用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)分析應(yīng)用、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析等)，就可重復(fù)應(yīng)用公式3，逐漸地減小公式I的水靜力項(xiàng)。在實(shí)際實(shí)踐中，這將導(dǎo)致公式I的水靜力項(xiàng)逐漸減小，直到CF項(xiàng)穩(wěn)定和開(kāi)始再次增加。
[0076]在圖4的示例性測(cè)井中，當(dāng)發(fā)生進(jìn)入井眼的流入時(shí)，校正因子減小到接近零。注意，CF的減小開(kāi)始于坑容積顯著增加之前，并且在3P氣體讀數(shù)增加之前。這個(gè)(流入和導(dǎo)致的CF減小)是其中可使用這里描述的原理來(lái)避免的情況。
[0077]注意，在圖4測(cè)井中，即使在已經(jīng)發(fā)生流入之后，坑容積已經(jīng)增加，并且已經(jīng)在地表處檢測(cè)到增加的氣體，泥漿重量保持不變。通過(guò)使用這里描述的原理，減輕流入之后對(duì)流體密度的調(diào)節(jié)的缺乏，以及接著的校正因子CF中的減小。
[0078]由于圖4測(cè)井中描繪的校正因子CF的減小先于坑容積增加和地表處氣體讀數(shù)的增加，應(yīng)該理解，這個(gè)CF減少可作為發(fā)生流入的早期指示。使用上述實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、趨勢(shì)分析應(yīng)用、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)等，可易于標(biāo)識(shí)流入一指示CF減小，以致可向操作者報(bào)警，可采取補(bǔ)救措施(諸如使用上述公式3來(lái)修改水靜力項(xiàng)等)，并且防止進(jìn)一步的流入。
[0079]早期井涌(流入)檢測(cè)和防止的這個(gè)方法與現(xiàn)有的方法顯著地不同。通過(guò)監(jiān)測(cè)阻流器調(diào)節(jié)和質(zhì)量流(mass flow)差異(出井的質(zhì)量流減去入井的質(zhì)量流)通常為具有MPD的井涌檢測(cè)，這些技術(shù)過(guò)去已經(jīng)產(chǎn)生混合的結(jié)果。
[0080]當(dāng)按上述方式使用PWD工具(或其它井下壓力測(cè)量設(shè)備，諸如MWD工具)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，即使流入導(dǎo)致流體密度的變化，也可正確地確定校正因子CF。在井眼12中具有壓力測(cè)量工具(PWD、MWD等)的情況下，這允許增強(qiáng)井眼壓力控制。
[0081]現(xiàn)在附加地參考圖5，代表性地示出鉆井期間用于檢測(cè)和減輕進(jìn)入井眼12的流入的方法100的示例性流程圖?？膳c上述鉆井系統(tǒng)10和壓力和流控制系統(tǒng)90 —起使用方法100，或可與其它系統(tǒng)一起使用該方法。
[0082]在步驟102處，確定校正因子CF?；跍y(cè)量到的井眼12壓力(例如，來(lái)自傳感器60，諸如PWD或MWD工具)、在地表處或接近地表處測(cè)量到的環(huán)形區(qū)域20壓力(WHP)、從測(cè)量到的流體密度和真實(shí)垂直深度計(jì)算的靜水壓力、以及來(lái)自水力模型92的摩擦壓力，可使用公式I來(lái)計(jì)算校正因子CF。在轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國(guó)專利N0.8240398中提供校正因子CF的進(jìn)一步說(shuō)明。
[0083]在步驟104中使用校正因子CF來(lái)計(jì)算實(shí)際摩擦壓力。使用實(shí)際摩擦壓力(摩擦力)來(lái)計(jì)算在地表處或接近地表處的期望環(huán)形區(qū)域20壓力(WHP)，這在井眼12中一個(gè)位置處產(chǎn)生期望壓力。為了這個(gè)目的可使用公式2。
[0084]在步驟106中，評(píng)估步驟102中確定的校正因子CF。如上所述，CF的相對(duì)高的值表示環(huán)形區(qū)域20中增加的流體摩擦力，例如，由于增加的鉆井鉆屑、部分井眼坍塌等引起的?？焖贉p小的CF表示進(jìn)入井眼的流入?？稍诓襟E106中使用本領(lǐng)域技術(shù)人員眾知的技術(shù)，諸如趨勢(shì)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、斜率和/或二次導(dǎo)數(shù)分析等，以標(biāo)識(shí)何時(shí)正在發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生流入或其它類型的事件。
[0085]在步驟108中，調(diào)節(jié)流體18的密度以便減輕步驟16中表示的事件的影響。例如，如果步驟106中表示流入，則在步驟108中，可增量地減少流體18密度(例如，泥漿重量MW)以致也減小了公式2中使用的所計(jì)算的水靜力項(xiàng)。為了這個(gè)目的可使用公式3。流體18密度的減小對(duì)應(yīng)于由于流入、氣體膨脹等引起的環(huán)形區(qū)域20中的密度減小。
[0086]注意，沒(méi)有減小流體18的實(shí)際密度。而是，通過(guò)減小計(jì)算靜水壓力使用的泥漿重量MW而增量地減小公式2中使用的水靜力項(xiàng)，以致增量地增加所施加的壓力(公式3中的WHP)。
[0087]增加的施加的壓力WHP終于防止流入進(jìn)一步進(jìn)入井眼12，此時(shí)，校正因子CF開(kāi)始增加，并且作為重復(fù)應(yīng)用步驟102、104和108的結(jié)果，用于計(jì)算公式2中的水靜力項(xiàng)的流體密度MW將增加。最終，校正因子CF應(yīng)該穩(wěn)定為約一，因?yàn)闂l件返回到正常。
[0088]可期望限制增加的施加的WHP，例如，以便防止損壞脆弱或敏感的地層。在該情況中，可只減小公式2中水靜力項(xiàng)達(dá)預(yù)定量，和/或，對(duì)于施加的WHP可設(shè)置預(yù)定的最大水平，以致井眼12中某個(gè)位置處的壓力不超過(guò)最大水平。還(或可選地)可設(shè)置施加的WHP的極限以便防止損壞裝置(諸如，地表壓力控制和流裝置)。
[0089]如果步驟106中對(duì)校正因子CF的評(píng)估(例如，通過(guò)趨勢(shì)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、斜率和/或二階導(dǎo)數(shù)的分析等)指示大多流入已經(jīng)進(jìn)入井眼12，并且應(yīng)該開(kāi)始井控制程序，則可自動(dòng)地把流體18轉(zhuǎn)向到鉆機(jī)井控制裝置。例如，在圖2的示意圖中，流體18的流可從阻流管匯32轉(zhuǎn)向到鉆機(jī)阻流管匯(例如，經(jīng)由阻流器管線)。
[0090]響應(yīng)于校正因子CF的增加(例如，表示增加的鉆井鉆屑、部分井眼坍塌等)，公式2中的水靜力項(xiàng)可替代為增量地增加。這導(dǎo)致在地表處或接近地表處施加至井眼12的較小壓力，如果期望，例如，以補(bǔ)償環(huán)形區(qū)域20中增加的鉆井鉆屑容積等?？稍隽康卦黾铀o力項(xiàng)直到校正因子CF開(kāi)始減小。
[0091]現(xiàn)在可充分理解，上述公開(kāi)對(duì)井眼壓力控制的領(lǐng)域提供了重要的改進(jìn)。在上述一個(gè)示例中，使用校正因子CF來(lái)計(jì)算井眼12中的流體摩擦壓力，并且校正因子的減小表示已經(jīng)發(fā)生流入。響應(yīng)于檢測(cè)到校正因子CF中的預(yù)定變化可增量地改變流體18密度項(xiàng)，例如，以便減輕流入的影響。
[0092]通過(guò)上述公開(kāi)對(duì)本領(lǐng)域提供鉆井方法。在一個(gè)示例中，所述方法可包括:鉆掘井眼12，在鉆井期間通過(guò)井眼12循環(huán)流體18 ;確定施加于建模的流體摩擦壓力的校正因子CF ；以及至少部分基于該校正因子CF的變化來(lái)控制鉆井。
[0093]可通過(guò)水力模型92產(chǎn)生建模的流體摩擦壓力。
[0094]校正因子CF的增加可表示井眼12中實(shí)際流體摩擦力的增加。校正因子CF的減小可表示井眼中靜水壓力的減小。
[0095]該方法可包括當(dāng)校正因子CF減小到預(yù)定水平以下時(shí)，和/或當(dāng)校正因子CF以大于預(yù)定速率的速率減小時(shí)，設(shè)置報(bào)警。
[0096]控制步驟可包括響應(yīng)于校正因子CF的變化把流體18的流自動(dòng)地轉(zhuǎn)向到鉆機(jī)阻流管匯。
[0097]控制步驟可包括響應(yīng)于校正因子CF的變化在地表處或接近地表處增加施加至井眼12的壓力。壓力增加步驟可包括將施加至井眼的壓力增加到預(yù)定最大水平。
[0098]控制步驟可包括增量地減小公式中的水靜力項(xiàng):WHP =期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的要求的壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是該位置處的靜水壓力。
[0099]增量地減小步驟可包括響應(yīng)于校正因子CF的減小而增量地減小水靜力項(xiàng)。
[0100]增量地減小步驟可包括增量地減小水靜力項(xiàng)，直到校正因子CF開(kāi)始增加，直到WHP項(xiàng)達(dá)到預(yù)定最大水平，和/或直到水靜力項(xiàng)已經(jīng)減小了預(yù)定量。
[0101]控制步驟可包括，響應(yīng)于校正因子CF的增加，增量地增加公式中的水靜力項(xiàng):WHP=期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的要求的壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是該位置處的靜水壓力。可增量地增加水靜力項(xiàng)直到校正因子CF減小。
[0102]上面還描述了鉆井系統(tǒng)10。在一個(gè)示例中，系統(tǒng)10可包括水力模型92，該模型確定建模的流體摩擦壓力以及施加至建模的摩擦壓力的校正因子CF ；以及響應(yīng)于校正因子CF的變化而自動(dòng)地受到控制的流控制設(shè)備(諸如阻流器34)。[0103]雖然上面已經(jīng)描述了各個(gè)示例，每個(gè)示例都具有某些特征，應(yīng)該理解，一個(gè)示例的特定特征沒(méi)有必要專門(mén)用于該示例。而是，上述的和/或附圖中描繪的任何特征可與任何示例結(jié)合，此外或替代這些示例的任何其它特征。一個(gè)示例的特征并不與另一個(gè)示例的特征互斥。而是，本公開(kāi)的范圍包括任何特征的任何組合。
[0104]雖然上述每個(gè)示例包括特征的某個(gè)組合，應(yīng)該理解，不必定使用一個(gè)示例的所有的特征。而是，可使用上述任何特征，而無(wú)需還使用任何其它一個(gè)或多個(gè)特定的特征。
[0105]應(yīng)該理解，可在各種取向的情況下(諸如傾斜、反向、水平、垂直等)以及各種配置中，利用這里描述的各個(gè)實(shí)施例，而不偏離本公開(kāi)的原理。只是描述這些實(shí)施例作為本公開(kāi)的原理的有用應(yīng)用的示例，這不局限于這些實(shí)施例的任何特定細(xì)節(jié)。
[0106]在代表性示例的上述說(shuō)明中，為了便于參考附圖，使用了方向項(xiàng)(諸如“上面”、“下面”、“較上”、“較下”等)。然而，應(yīng)該清楚地理解，本公開(kāi)的范圍不局限于這里描述的任何特定的方向。
[0107]在本說(shuō)明中，以非限制的方式使用術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含“、以及相似的術(shù)語(yǔ)。例如，如果把一個(gè)系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備等描述為“包括”某個(gè)特征或元件，則系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備等可包括該特征或元件，并且還可包括其它特征或元件。相似地，認(rèn)為術(shù)語(yǔ)“包含”意味著包含，但是不局限于“。
[0108]當(dāng)然，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員在仔細(xì)考慮本公開(kāi)的代表性實(shí)施例的上述說(shuō)明后，容易理解，可對(duì)特定實(shí)施例進(jìn)行許多修改、添加、替代、刪除和其它改變，本公開(kāi)的原理設(shè)想如此的改變。例如，分開(kāi)形成的所公開(kāi)的結(jié)構(gòu)在另一個(gè)示例中可組合地形成，反之亦然。
[0109]因此，要清楚地理解，給出的上述詳細(xì)說(shuō)明是示意性的，并且只是作為示例，僅通過(guò)所附的權(quán)利要求書(shū)和它們的等效物來(lái)限定本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井方法,包括: 鉆掘井眼，在鉆掘期間，流體通過(guò)井眼循環(huán)； 確定施加至建模的流體摩擦壓力的校正因子；以及 至少部分地基于所述校正因子的變化來(lái)控制鉆井。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)水力模型生成所述建模的流體摩擦壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正因子的增加表示井眼中實(shí)際流體摩擦力的增加。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正因子的減小表示井眼中靜水壓力的減小。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)校正因子減小到預(yù)定水平以下時(shí)設(shè)置報(bào)警。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述校正因子以大于預(yù)定速率的速率減小時(shí)設(shè)置報(bào)警。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制還包括響應(yīng)于所述校正因子的變化而自動(dòng)地把流體流轉(zhuǎn)向到鉆機(jī)阻流管匯。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制還包括響應(yīng)于所述校正因子的變化而增加在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述壓力增加還包括將施加至井眼的壓力增加到預(yù)定最大水平。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制還包括增量地減小公式中的水靜力項(xiàng):WHP =期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的期望壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是所述位置處的靜水壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述增量地減小還包括響應(yīng)于校正因子的減小而增量地減小水靜力項(xiàng)。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述增量地減小還包括增量地減小水靜力項(xiàng)，直到所述校正因子開(kāi)始增加。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述增量地減小還包括增量地減小水靜力項(xiàng)，直到WHP項(xiàng)達(dá)到預(yù)定最大水平。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述增量地減小還包括增量地減小水靜力項(xiàng)，直到水靜力項(xiàng)已經(jīng)減小了預(yù)定量。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制還包括，響應(yīng)于所述校正因子的增加，增量地增加公式中的水靜力項(xiàng)=WHP =期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的期望壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是所述位置處的靜水壓力。
16.一種鉆井系統(tǒng)，包括: 水力模型，所述模型確定建模的流體摩擦壓力以及施加至建模的摩擦壓力的校正因子；以及響應(yīng)于所述校正因子的變化而自動(dòng)地受到控制的流控制設(shè)備。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述校正因子的增加表示井眼中實(shí)際流摩擦力的增加。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述校正因子的減小表示井眼中靜水壓力的減小。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述校正因子減小到預(yù)定水平以下時(shí)設(shè)置報(bào)警。
20.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述校正因子以大于預(yù)定速率的速率減小時(shí)設(shè)置報(bào)警。
21.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于所述校正因子的變化而把鉆井液的流自動(dòng)地轉(zhuǎn)向到鉆機(jī)阻流管匯。
22.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于所述校正因子的變化而增加在地表處或接近地表處施加至井眼的壓力。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，將施加至井眼的壓力增加到預(yù)定最大水平。
24.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于所述校正因子的變化，增量地減小公式中的水靜力項(xiàng):WHP =期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是施加于地表處或接近地表處的井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的期望壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是所述位置處的靜水壓力。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于所述校正因子的減小而增量地減小水靜力項(xiàng)。
26.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，增量地減小水靜力項(xiàng)，直到所述校正因子增加。
27.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，增量地減小水靜力項(xiàng)，直到WHP項(xiàng)達(dá)到預(yù)定最大水平。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，增量地減小水靜力項(xiàng)，直到水靜力項(xiàng)已經(jīng)減小了預(yù)定量。
29.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，響應(yīng)于校正因子的變化，增量地增加公式中的水靜力項(xiàng):WHP =期望的一摩擦力一水靜力，其中WHP是施加于地表處或接近地表處的井眼的壓力，期望的是在一個(gè)井眼位置處的期望壓力，摩擦力是井眼中的流體摩擦力，以及水靜力是所述位置處的靜水壓力。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，增量地增加所述水靜力項(xiàng)直到所述校正因子減小。
【文檔編號(hào)】E21B47/008GK103958830SQ201280058737
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月30日
【發(fā)明者】J·R·洛沃恩 申請(qǐng)人:哈里伯頓能源服務(wù)公司