基于PWD技術(shù)深水表層井下復(fù)雜工況的監(jiān)測和應(yīng)用探究

劉新波

長江大學(xué)研究生院

引言

隨著我國油氣資源勘探開發(fā)的不斷深入，石油等油氣資源不再單一在地表開采，而是由地表向地層深部發(fā)展，比如向西部和海洋發(fā)展。其中，海洋石油資源的開發(fā)占著重要的地位。因此，深水鉆井是深水油氣資源勘探和開發(fā)的必要手段。深水表層鉆井作業(yè)將直接決定深水鉆井作業(yè)的成敗，深水海洋環(huán)境和復(fù)雜地質(zhì)條件的對油氣開采有直接影響,但目前國內(nèi)在深水表層鉆井領(lǐng)域的研究還很少,噴射導(dǎo)管鉆井技術(shù)、動(dòng)態(tài)壓井鉆井技術(shù)等技術(shù)不成熟，這會(huì)對我國深水油氣資源的勘探及開發(fā)將造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。由此可知，PWD技術(shù)將是我國大規(guī)模深水油氣資源的開發(fā)面臨的困難和亟待解決的問題。

一、PWD技術(shù)原理

井底壓力隨鉆測量監(jiān)測技術(shù)是通過實(shí)時(shí)精確測量井筒環(huán)空壓力和溫度，并將測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛?，地面設(shè)備對接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對井內(nèi)工作進(jìn)行控制和指導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)對井內(nèi)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并預(yù)防井漏、井涌等事故的發(fā)生，對出現(xiàn)的意外情況進(jìn)行及時(shí)的處理。

二、深水表層鉆井面臨的挑戰(zhàn)

海洋深處環(huán)境和地質(zhì)復(fù)雜，很多情況都無法做出預(yù)測，這無疑就給深水鉆井帶來了很多的挑戰(zhàn)。目前，我國在深水海域進(jìn)行表層鉆井作業(yè)主要面臨著包括水深、海床不穩(wěn)定、破裂壓力梯度低、低溫、淺層水流、淺層氣、井漏、井眼凈化問題、鉆井設(shè)備要求高等挑戰(zhàn)，這些都會(huì)影響油氣資源的開采效率及開采質(zhì)量，因此，解決這些問題就迫在眉睫。

三、目前我國對深水表層鉆井的研究

近些年以來，我國很多研究人員都在對隨鉆壓力測量工具進(jìn)行研究，但主要以理論研究、試制或試驗(yàn)為主,實(shí)際應(yīng)用的PWD工具還很少。雖然已研制出各種形式的隨鉆測壓工具，但這些技術(shù)都還不夠成熟，系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性也不夠。而PWD技術(shù)系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性都比較強(qiáng)，因此，基于PWD技術(shù)深水表層井下復(fù)雜工況的檢測和應(yīng)用探究就顯得非常必要。

四、主要研究內(nèi)容

傳統(tǒng)隨鉆測量無法直接觀察井內(nèi)的情況，無法直接判斷其內(nèi)部是否有異?；蛲话l(fā)事故發(fā)生，所以亟待一種適合于深水表層井下復(fù)雜工況的隨鉆監(jiān)測技術(shù)。PDW技術(shù)可以講實(shí)時(shí)測量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的具體的數(shù)值，這樣就可以結(jié)合相應(yīng)的設(shè)備對這些數(shù)值進(jìn)行分析，這樣就有利于相關(guān)人員根據(jù)分析結(jié)果對井底的實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，從而縮短鉆井周期、簡化井身結(jié)構(gòu)、避免井涌的發(fā)生。

1.深水表層井下工況監(jiān)測原理

隨鉆環(huán)空壓力監(jiān)測裝置對井下的各種壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，溫度監(jiān)測裝置對井下溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將這些監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后傳輸給地面設(shè)備，地面設(shè)備對實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)變化情況加以適當(dāng)?shù)奶幚砼c分析,就實(shí)現(xiàn)了隨鉆識(shí)別井下復(fù)雜工況的目的。

2.PDW技術(shù)的優(yōu)勢

這種測量方法具有測量精度高、工作性能穩(wěn)定、易于安裝、耗電低等優(yōu)勢。另外，這種技術(shù)還可以對井下的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而將井下的狀況反饋給地面工作人員，工作人員接受到實(shí)時(shí)監(jiān)測的數(shù)據(jù)后，對井下的工作進(jìn)行調(diào)整和指導(dǎo)。這樣，提高了地面的控制力，縮短了鉆井周期，大大降低了意外事故發(fā)生的概率，并且提高了油氣資源的開采效率，降低了油氣資源的開采的成本，對油氣資源的發(fā)展前景將有重大影響。

總結(jié)

綜合考慮深水環(huán)境的復(fù)雜性及其深水環(huán)境對測量設(shè)備的影響，根據(jù)隨鉆地層壓力監(jiān)測所得到的實(shí)測地層壓力，將測量數(shù)據(jù)進(jìn)行井下處理進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，然后傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,采取相應(yīng)的措施，實(shí)現(xiàn)對井底壓力的自動(dòng)控制。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，將減少石油開采過程中意外事故的發(fā)生，降低開采成本，從而提高開采效率，提高開采收益。這一技術(shù)的成功研制，對我國石油業(yè)以及我國其他各個(gè)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展無疑都有著極其重要的作用。

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