国外控制压力钻井工艺技术

第32卷 第1期

Vo.l32

No.1

钻 采 工 艺

DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY

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钻井工艺

国外控制压力钻井工艺技术

向雪琳,朱丽华,单素华,盛 勇,赵 莉

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(1川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院科技信息中心2胜利石油管理局渤海钻井总公司

3塔里木油田公司开发事业部4四川川庆国际石油工程有限公司)

向雪琳等.国外控制压力钻井工艺技术.钻采工艺,2009,32(1):27-30

摘 要:控制压力钻井(Managedpressuredrilling)是一项先进钻井工艺,通过对井底压力的有效控制,可以解决孔隙压力和破裂压力窗口较窄地层钻进中的诸多钻井复杂情况。文章主要介绍了控制压力钻井定义、与欠平衡钻井的区别、不同控制压力钻井工艺,包括井底压力恒定的控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度控压钻井以及国外该项技术的应用实例。

关键词:控制压力钻井;井底压力恒定;带压泥浆帽钻井;双梯度钻井

中图分类号:TE242 文献标识码:A 文章编号:

1006-768X(2009)01-0027-04

随着已发现油气资源的日渐衰竭,对更深更复杂地层的勘探开发活动越来越多,而在钻探这些深层复杂地层时,常常出现许多如井涌、井漏、有害气体泄漏、卡钻、起下钻时间过长等钻井复杂问题。据行业专业人员估计,通过常规钻井方法,不能开发的油气资源达70%左右,如果在钻进过程中对井下压力实施有效控制则可以较好地解决上述难题。控制压力钻井(MPD)技术就是可以缓解上述复杂情况的有效方法。

控制压力钻井技术主要是通过对回压、流体密度、流体流变性、环空液位、水力摩阻和井眼几何形态的综合控制,使整个井筒的压力维持在地层孔隙压力和破裂压力之间,进行平衡或近平衡钻井,有效控制地层流体侵入井眼,减少井涌、井漏、卡钻等多种钻井复杂情况,非常适宜孔隙压力和破裂压力窗口较窄的地层作业。

控制压力钻井和欠平衡钻井有相同的地方,都能够在钻井过程中对井筒压力进行控制,但是这两种方法却有着本质的区别:控制压力钻井时,井底压力始终维持在地层孔隙压力和地层破裂压力范围之间,与地层孔隙压力始终处于平衡或近平衡状态,其目的是在钻井过程中控制地层流体的向井流动,使地层流体不侵入井筒;而欠平衡钻井时钻井液柱施加的井底压力总是小于地层孔隙压力,因此地层流体会流入井筒。控制压力钻井适宜孔隙压力和破

收稿日期:2008-05-20

裂压力窗口较窄的地层作业,主要解决的是钻井问

题;而欠平衡钻井主要用于钻压力衰竭地层,降低表皮系数,提高油气采收率,主要解决储层伤害问题。

随着控制压力钻井技术的兴起,国外逐渐形成了系统的工艺理论,提出了不同控制压力钻井的工艺技术,如井底压力恒定的控制压力钻井技术、带压泥浆帽钻井技术、双梯度钻井技术等。目前,国外Weatherford、Shell和Statoil等公司已进行了相关的控制压力钻井技术研究和现场试验应用,取得了较好的应用效果。

一、控制压力钻井工艺

1.井底压力恒定的控制压力钻井

井底压力恒定的控制压力钻井(CBHPMPD)是一种通过环空水力摩阻、节流压力和钻井液静液柱

压力来精确控制井眼压力的方法。保持井底压力恒定就是对ECD进行精确控制,在钻进、接单根或起下钻过程中均维持一个恒定的环空压力,实现 近平衡 钻井。如图1所示,停泵时,环空摩擦压力(AFP)升高,在井口施加一个水力回压,而开泵时,环空摩擦压力降低,此时则停止施加回压,这一操作使得井筒压力更为恒定,从而有效避免了开停泵时出现井涌-井漏的恶性循环。通常情况下,当地层破裂压力梯度接近孔隙压力时(即压力窗口窄)才会采用这种控制压力钻井工艺。

作者简介:向雪琳(1976-),女,工程师,1999年毕业于原西南石油学院英语专业,现从事石油科技情报调研工作。地址:(618300)四川广汉市,:-

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钻 采 工 艺

DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY

2009年1月

Jan.2009

从图3看出,带压泥浆帽钻井工艺是采用低密

度钻井液钻衰竭层段,然后采用高密度钻井液将低密度钻井液压入漏失层段,继续钻进,所有低密度钻井液和流入井眼的流体都被压入衰竭地层。采用这种方法,即使所有低密度钻井液都循环失返,侵入衰竭地层,也能够有效控制井眼。

2.带压泥浆帽钻井技术

泥浆帽钻井技术是一种 钻井液不返出地面 的较为成熟的钻井工艺,带压泥浆帽钻井(PMCD)则是在钻井中因环空流体密度较小而需在井口施加一个正压,因此称为带压泥浆帽钻井(见图2),这也是与泥浆帽钻井的主要区别。带压泥浆帽钻井是一种控制严重井漏的作业方法,适用于陆上和海洋油气井眼严重漏失地层的钻进作业。泥浆帽钻井和带压泥浆帽钻井都适用于钻严重漏失地层,但是,若储层压力低于静水压头,则应采用泥浆帽钻井工艺,在钻井液漏失过程中,向环空打入清水,一旦侵入井眼的气体被环空内的清水压回漏失层段,即可继续钻进,然而,当储层压力高于静水压头时,就必须采用带压泥浆帽钻井工艺,利用加重钻井液来平衡储层

压力。

3.双梯度钻井技术

双梯度钻井(DGD)技术是国外近年来提出的一种深水钻井技术新概念,其基本原理是在同一井筒内 …… 此处隐藏：10953字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……