一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法与流程

技术特征：
1.一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(一)获取待钻地层喷射钻井的基本参数；步骤(二)利用邻井岩心或区块露头岩石制作标准的圆柱形试件，进行模拟井下不同围压条件下的门限射流压力室内实验；步骤(三)绘制门限射流压力随围压的变化规律曲线并拟合，获取任一围压下待钻地层发生射流破坏时的门限射流压力p
cr
(p)计算公式；步骤(四)计算不同井深时待钻地层进行喷射钻井所需的最小地面泵压p
smin
大小；步骤(五)比较待钻地层进行喷射钻井所需的最小地面泵压p
smin
与钻井泵额定泵压p
r
，对待钻地层是否适合喷射钻井进行判断；步骤(六)进行现有机泵条件下喷射钻井的水力参数设计，获取现有机泵条件下待钻地层开展喷射钻井的钻井液排量q
opt
、喷嘴直径d
e
以及最大的喷射钻井井深h
max
。2.根据权利要求1所述的一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：所述步骤(5)中对待钻地层是否适合喷射钻井进行判断包括：若p
smin
＞p
r
，则现有机泵条件下不适合喷射钻井；若p
smin
≤p
r
，表明可以实施喷射钻井。3.根据权利要求1所述的一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：所述步骤(一)中待钻地层喷射钻井的基本参数包括钻井液密度、钻井液粘度、井身结构、钻具组合及井径扩大率。4.根据权利要求1所述的一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：所述步骤(四)中不同井深时待钻地层开展喷射钻井所需的最小地面泵压p
smin
为采用最小钻井液排量q
a
时的泵压，通过式(1)～式(11)获取：p
smin
＝δp
b
δp
g
δp
p
δp
c
ꢀꢀꢀꢀ
(1)δp
b
＝p
cr
(p)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)(2)(2)(2)(2)(2)(2)
以上公式中，δp
b
为喷射钻井期间的钻头压力降；δp
g
、δp
p
和δp
c
分别为地面管汇、钻杆内外及钻铤内外的循环压耗；k
g
、k
p
、k
c
分别为地面管汇、钻杆内外及钻铤内外的压耗系数；l1、l2、l3、l4及l
p
、l
c
分别为地面高压管线、立管、水龙带、方钻杆及井下钻杆、钻铤的长度；d1、d2、d3、d4及d
pi
、d
ci
分别为地面高压管线、立管、水龙带、方钻杆及井下钻杆、钻铤的内径；d
p
、d
c
分别为钻杆和钻铤的外径；d
h
为考虑井眼扩大率后的井眼直径；ρ
d
、μ
pv
分别为钻井液的密度和塑性粘度；v
a
为井眼环空的最低返速；p为待钻地层不同井深处的井底围压。5.根据权利要求1所述的一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：所述步骤(六)的现有机泵条件下待钻地层开展喷射钻井的钻井液排量q
opt
、喷嘴直径d
e
分别通过式(12)式(13)或式(14)式(15)获取：当p
cr
(p)≤0.643p
r
时：时：当p
cr
(p)＞0.643p
r
时：时：其中，c为钻头喷嘴流量系数。6.根据权利要求5所述的一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法，其特征在于：所述步骤(六)中现有机泵条件下待钻地层的最大喷射钻井井深h
max
由式(16)获取：

技术总结
本发明涉及石油天然气钻井、地质勘探以及矿山钻探技术领域，特别涉及一种适用于喷射钻井水力参数设计的实验方法。包括：获取待钻地层喷射钻井基本参数；用岩石开展模拟井下不同围压条件的门限射流压力室内实验；绘制门限射流压力随围压的变化规律曲线并拟合，获取任一围压下待钻地层发生射流破坏时的门限射流压力计算公式；计算不同井深时待钻地层开展喷射钻井所需的最小地面泵压大小；比较待钻地层开展喷射钻井所需的最小地面泵压与钻井泵额定泵压，对待钻地层是否适合喷射钻井进行判断；开展现有机泵条件下喷射钻井的水力参数设计。为喷射钻井的设计与施工提供指导。为喷射钻井的设计与施工提供指导。为喷射钻井的设计与施工提供指导。


技术研发人员：赵洪山 牛洪波 唐波 刘晓兰 徐云龙 孙健翔 王锐
受保护的技术使用者：中石化胜利石油工程有限公司 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
技术研发日：2021.06.01
技术公布日：2022/12/5