申请/专利权人：中国海洋石油集团有限公司;中海油研究总院有限责任公司

申请日：2021-05-27

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN113404481B

主分类号：E21B44/00

分类号：E21B44/00;E21B21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2021.10.08#实质审查的生效;2021.09.17#公开

摘要：本发明涉及一种基于双层连续管双梯度钻井系统的井筒流动控制方法，包括如下步骤：1使钻井液通过深水钻井平台的钻井泵由双层连续管的环空进入井下举升泵中，经流道转换接头后进入双层连续管的内管，经井下工具组合的内管后通过钻头水眼进入井底，并在进入井底的过程中形成压力平衡；其中，井下工具组合的马达通过钻井液水力驱动，将水力能转化为机械能为井下举升泵和钻头旋转提供动力；2钻井液从返回孔进入井下工具组合的环空，经流道转换接头进入双层连续管的内管，通过井下举升泵返回平台，并在返回的过程中形成压力平衡。本发明能够提高作业效率，减少井下复杂情况的发生，保障作业安全和降低作业成本。

主权项：1.一种基于双层连续管双梯度钻井系统的井筒流动控制方法，所述双层连续管双梯度钻井系统包括：深水钻井平台，设置在海水层表面；双层连续管，由弯折的内管和外管套设而成，所述双层连续管的上端连接所述深水钻井平台，下端穿过海水层和浅部泥层并伸入水合物层；表层导管，设置于浅部泥层中，且套设在所述双层连续管外；井下举升泵，设置于所述双层连续管的下端；流道转换接头，与所述双层连续管的下端连接；井下工具组合，与所述流道转换接头连接；钻头，与所述井下工具组合连接；其特征在于，该井筒流动控制方法包括如下步骤：1使钻井液通过深水钻井平台的钻井泵由双层连续管的环空进入井下举升泵中，经流道转换接头后进入双层连续管的内管，经井下工具组合的内管后通过钻头水眼进入井底，并在进入井底的过程中形成压力平衡；其中，井下工具组合的马达通过钻井液水力驱动，将水力能转化为机械能为井下举升泵和钻头旋转提供动力；2钻井液从返回孔进入井下工具组合的环空，经流道转换接头进入双层连续管的内管，通过井下举升泵返回平台，并在返回的过程中形成压力平衡；所述步骤1中钻井液从平台泵入井底流动过程中压力平衡关系式如下：pb＝psp+ρgh-△pa-△ptp-△pbit1式中，pb为井底压力；psp为立管压力；ρ为钻井液密度；h为井眼垂深；△pa为双层管的环空压耗；△ptp为井下工具组合的内腔压耗；△pbit为钻头压耗；所述步骤2中钻井液从井底上返至平台流动过程中压力平衡关系式如下：pb＝ps+ρgh-△pp-△pta-△ppump2式中，pb为井底压力；ps为井口压力；ρ为钻井液密度；h为井眼垂深；△pp为双层管的管内压耗；△pta为井下工具组合的环空压耗；△ppump为井下举升泵提供的压力能；在所述步骤2中，井底当量循环密度为： 式中，ρ为井底当量循环密度；ps为井口压力；ρ为钻井液密度；h为井眼垂深；△pp为双层管的管内压耗；△pta为井下工具组合的环空压耗；△ppump为井下举升泵提供的压力能；其中，所述双层连续管双梯度钻井系统的钻井工艺分为两个阶段：首先在井眼钻进模式下钻至目标井深，然后切换至井眼清洗模式，在储层段来回拖动管柱清洗井筒及近井地带的水合物，通过井下举升泵和双层连续管返回至深水钻井平台；其中，井眼钻进模式和井眼清洗模式的作业流程如下：1井眼钻进模式：在海面将钻井液从双层连续管的环空泵送到井下，经流道转换接头进入井下工具组合的内管，通过钻井液的水动力驱动井下马达，经钻头水眼进入地层环空，从返回孔进入井下工具组合的环空，再经流道转换接头进入双层连续管的内管，通过井下举升泵返回至地面；2井眼清洗模式：通过地面打压切换井下工具流道，打开井下工具与地层环空连通的水眼，开启双层连续管双梯度钻井系统的井眼清洁模式，通过起出和下放双层连续管清洗井底环空聚集的矿物颗粒，井眼和双层连续管之间的环空中没有钻井液循环。

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百度查询： 中国海洋石油集团有限公司;中海油研究总院有限责任公司 基于双层连续管双梯度钻井系统的井筒流动控制方法

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