(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111583469.9 (22)申请日 2021.12.2 2 (71)申请人 中国石油天然气集团有限公司 地址 100007 北京市东城区东 直门北大街9 号 申请人 中国石油集团川庆钻探 工程有限公 司 (72)发明人 钱浩东　张果　张治发　谢寅溥　 陈星玮　刘洋　张帆　雷智博　 宋泽文　漆加伦　 (74)专利代理 机构 成都中玺知识产权代理有限 公司 5123 3 专利代理师 张敏 (51)Int.Cl. E21B 21/00(2006.01)E21B 37/00(2006.01) E21B 47/00(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 井眼清洁度确定方法、 系统、 设备和计算机 可读存储介质 (57)摘要 本发明提供了一种井眼清洁度确定方法、 系 统、 设备和计算机可读存储介质， 所述确定方法 包括： 钻进过程中， 将钻屑转移根据井斜角划分 为第一清洁区、 第二清洁区和第三清洁区； 对于 第一清洁区， 通过计算钻屑颗粒传输比来确定井 眼清洁度； 对于第二清洁区， 通过计算岩屑床厚 度所占井眼直径比和环空止动返速来确定井眼 清洁度； 对于第三清洁区， 通过计算岩屑 床厚度 所占井眼直径比来确定井眼清洁度。 所述分析系 统包括数据存储模块、 筛分模块、 数据获取模块、 井眼清洁度计算模块和井眼清洁度确定模块。 本 发明能够利用钻井 现场的实时数据和动态数据， 快速、 准确的对钻井工程相关参数进行实时计算 分析， 可以实时掌握 井眼清洁情况。 权利要求书4页 说明书14页 附图6页 CN 114635654 A 2022.06.17 CN 114635654 A 1.一种井眼清洁度的确定方法， 其特征在于， 所述确定方法包括： 钻进过程中， 将钻屑 转移根据井斜角划分为第一清洁区、 第二清洁区和 第三清洁区， 其中， 第一清洁区包括井斜 角为0°～30°的小斜度井段， 第二清洁区包括井斜角为30 °～60°的中斜度井段， 第三清洁区 包括井斜角为6 0°～90°的大斜度井段； 对于所述第一清洁区， 通过计算钻屑颗粒传输比来确定井眼清洁度； 对于所述第二清 洁区， 通过计算岩屑床厚度所占井眼直径比和环空止动返速来确定井眼清洁度； 对于所述 第三清洁区， 通过计算岩屑床厚度所占井眼直径比来确定井眼清洁度。 2.根据权利要求1所述的井眼清洁度的确定方法， 其特征在于， 所述确定方法具体包括 以下步骤： 针对所述第一清洁区， 采用小斜度井段井 眼清洁计算模型计算钻屑颗粒传输比Rt， 若 Rt≥0.5， 则确定所述第一清洁区的清洁度满足清洁效果， 若Rt<0.5， 则确 定所述第一清洁 区的清洁度不满足清洁效果； 所述小斜度井段井眼清洁计算模型如式(1)～(3)所示： 式(1)～(3)中， Vsx为钻屑颗粒沉降速度， m/s； ds为钻屑颗粒当量直径， cm； ρs为钻屑颗粒 密度， g/cm3； ρm为钻井液密度， g/cm3； 为钻屑颗粒形状系数， 无量纲； Va为钻井液环空返速， m/s； Qa为钻井液流量， L/s； Dh为井眼直径， mm； Dp为钻杆外径， mm； Rt为钻屑颗粒传输比， 无量 纲； 针对所述第 二清洁区， 采用中斜度井段井眼清洁计算模型计算中斜度井段岩屑床相对 厚度Hzx和环空止动返速Vp， 若Hzx≤10％且Vp≥Va， 则确定所述第二清洁区的清洁度满足清 洁效果， 若Hzx>10％或Vp<Va， 则确定所述第二清洁区的清洁度不满足清洁效果； 所述中斜度井段井眼清洁计算模型如式(4)～(7)所示： hzx＝0.015Dh(AV+6.15AV0.5)(1+0.587E)(Vlzx‑Va) 式(5) Hzx＝(hzx/Dh)×100％ 式(6) 式(4)～(7)中， Vlzx为中斜度 井段临界环空返速， m/s； AV为钻井液表观粘度， mpa.s； θ为 井斜角， 度； hzx为中斜度井段岩屑床厚度， mm； Hzx为中斜度井段岩屑床相对厚度， 无量纲； Vp 为环空止动返速， m/s； Abed为垂直于井眼轴向的岩屑床横截面积， mm2； C为岩屑床 内岩屑浓权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114635654 A 2度， 无量纲； g为重力加速度， m/s2； E为钻柱偏心度， 无量纲； L为岩屑床垂直于井眼轴向的横 截宽度， mm； η为岩屑床与下井壁的摩擦系数， 一般取0.2； PV为塑性粘度， mPa ·s； YP为动切 力， Pa； K为稠度系数， Pa ·sn； n为流性指数， 无量纲； 针对所述第 三清洁区， 采用大斜度井段井眼清洁计算模型计算大斜度井段岩屑床相对 厚度Hdx， 若Hdx≤10％， 则确定所述第三清洁区的清洁度满足清洁效果， 若Hdx＞10％， 则确定 所述第三清洁区的清洁度不满足清洁效果； 所述大斜度井段井眼清洁计算模型如式(18)～(23)所示： Hdx＝(hdx/Dh)×100％ 式(23) 式(18)～(23)中， VLdx为大斜度井段临界环空返速， m/s； Vsd为大斜度井段钻屑沉降速 度， m/s； Vjx为机械钻速， m/h； Cang为井斜角修正系数， 无量纲； Csize为钻屑尺寸修正系数， 无 量纲； CdenF为钻井液密度修正系数， 无量纲； Crpm为钻柱转速修正系数， 无量纲； QLdx为无岩屑 床临界环空排量， L/s； A'bed为岩屑床面积， mm2； hdx为大斜度井段岩屑床厚度， mm； Qa为钻井 液排量， L/s； Hdx为大斜度井段岩屑床相对厚度， 无量纲。 3.根据权利要求2所述的井眼清洁度的确定方法， 其特征在于， 所述钻屑颗粒当量直径 ds为0.5～3.0 cm； 所述钻屑颗粒 形状系数 为0.5～1.0 。 4.根据权利要求3所述的井眼清洁度的确定方法， 其特征在于， 所述井眼直径Dh通过井 径测井获取， 对于还未进行井径测 井的井段， 根据钻头直径， 按照5％～10％的扩大系数计 算所述井眼直径。 5.根据权利要求4所述的井 眼清洁度的确定方法， 其特征在于， 通过式(8)计算所述岩 屑床垂直于井眼轴向的横截宽度L， 通过式(9)计算所述垂 直于井眼轴向的岩屑床横截面积 Abed， 式(8)和式(9)如下 所示： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114635654 A 3