一种裂缝性地层钻井液漏失量预测方法

1.一种裂缝性地层钻井液漏失量预测方法，包括以下步骤：A、计算出裂缝的宽度w；B、测量钻井液的稠度系数k、流动特性指数m和钻井液屈服应力τ y ；C、计算地层压力p p ；D、根据公式计算钻井液的漏失量；具体为，裂缝性地层钻井液漏失模型通过以下方法计算得到：由质量守恒原理，可得钻井液漏失连续性方程微分方程：其中，r为漏失半径，m；v r 为钻井液沿径向方向的流速，m/s；由牛顿第二定律，可得钻井液漏失动量方程为：其中，ρ为钻井液密度，kg/m 3 ；p为钻井液压力，Pa；τ rr 为钻井液沿径向的剪切应力，Pa；τ θθ 为钻井液沿垂直于径向方向的剪切应力，Pa；τ rz 为钻井液沿垂直方向的剪切应力，Pa；z为裂缝内钻井液距流核的距离，m；相对于径向速度，垂向速度非常小，因此忽略不计，即τ rr ＝τ θθ ＝0对z积分可得：钻井液本构方程其中，τ为钻井液剪切应力，Pa；τ y 为钻井液屈服应力，Pa； 为钻井液在z方向的速度梯；k为稠度系数，Pa·s n ；m为流动特性指数；由幂律流体的屈服流变性可知，当-z p ≤z≤z p 时，其中，z p 为流核半宽，m，裂缝中的流体形成了流核，流核中速度一样，即 裂缝力学开度、裂缝水力开度与裂缝迂曲度间关系为：其中，w m 为裂缝力学开度，m；w h 为裂缝水力开度，m；δ为裂缝迂曲度，取值范围为1～2；当z p ≤z或z≤-z p 时，由公式(4)式可知：其中，dp为压差，Pa；dr为漏失距离的微分形式，m；由公式(1)(5)(7)可得积分可得流速：其中，v为钻井液漏失到地层时的流速，m/s；当-z p ≤z≤z p 时，即为z＝z p 时的流速：v p 为流核区域钻井液的流速，m/s；流核区域流量为：非流核区域流量为裂缝的漏失速率为：将公式(7)带入公式(13)，可得整理公式(14)可得：忽略高阶项，可得由公式(16)可得不考虑裂缝变形及迂曲度时：p i 为钻井液漏失前缘的压力，Pa；P w 为井底压力，Pa；i取值为1,2,3…；r i 为钻井液漏失半径，m；r 0 为井筒半径，m；r f 为漏失距离，dr为漏失距离的微分形式；考虑裂缝迂曲度时：漏失速率Q与时间的关系：其中，V m 为漏失过程中的漏失量，m 3 ；代入(19)可得：其中，r w 为井底半径，m；当 钻井液漏失最远距离为：其中，r max 为钻井液最大的漏失距离，m；Δp为地层压力和井底压力之差，Pa；Δp＝P p -P w ；钻井液的总漏失量：其中，r w 为井底半径，m。 2.根据权利要求1所述的裂缝性地层钻井液漏失量预测方法，其特征在于，步骤A中，通过电成像测井资料计算出各种裂缝的宽度。 3.根据权利要求1所述的裂缝性地层钻井液漏失量预测方法，其特征在于，步骤B中，采用旋转粘度计测量钻井液的稠度系数、流动特性指数和流动特性指数屈服应力。 4.根据权利要求1所述的裂缝性地层钻井液漏失量预测方法，其特征在于，步骤C中，利用声波测井数据采用声波时差法计算地层压力p p ；在标准声波时差资料上选择泥质含量大于80％的泥页岩层段，以5m为间隔点读出井深相应地声波时差值，并在半对数曲线上描点；建立正常压实趋势线及正常压实趋势线方程；将测井曲线上的声波时差值带入趋势线方程，求出等效深度H；计算出地层压力p p 。