控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)分析

向庭鈞(大慶油田有限公司鉆探工程公司鉆井三公司, 黑龍江 大慶 163412)

控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)分析

向庭鈞(大慶油田有限公司鉆探工程公司鉆井三公司, 黑龍江 大慶 163412)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，控壓鉆井技術(shù)也在不斷革新?？貕恒@井技術(shù)能夠有效解決泥漿密度窗口底層、裂縫發(fā)育壓力敏感底層鉆井等問(wèn)題?？貕恒@井技術(shù)作為石油開(kāi)采鉆井的主要方法，不僅生產(chǎn)成本較低，同時(shí)也具備可操作性和效率性，在當(dāng)今我國(guó)石油鉆井中的應(yīng)用愈加廣泛?；诖耍疚闹攸c(diǎn)探究控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)和控壓鉆技術(shù)應(yīng)用前景。

控壓鉆井；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；系統(tǒng)

0 引言

由于在石油開(kāi)采中會(huì)遇到過(guò)鉆探深層復(fù)雜底層等問(wèn)題，再加上孔隙壓力和破裂壓力間的窗口相對(duì)較小，常常會(huì)產(chǎn)生井涌、井漏、有害氣體泄漏、卡鉆、起下鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，這樣不僅會(huì)延長(zhǎng)鉆井時(shí)間，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)安全、污染等問(wèn)題。如果在鉆井過(guò)程中能夠有效對(duì)井下壓力進(jìn)行控制，這樣就能夠有效緩解地層復(fù)雜等問(wèn)題，但應(yīng)用控壓鉆井則能夠有效解決上述問(wèn)題。

1 控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 井底壓力恒定技術(shù)

該技術(shù)又稱(chēng)之為當(dāng)量循環(huán)密度控制，作為一種環(huán)空水力節(jié)流壓力、鉆井液靜柱壓力的方法來(lái)精確控制井底壓力。在開(kāi)展設(shè)計(jì)過(guò)程中，通常是采用低于常規(guī)鉆井方式的鉆井液密度開(kāi)展平衡鉆井，在循環(huán)過(guò)程中的井底壓力等于靜液柱壓力加上環(huán)空壓耗。當(dāng)關(guān)井、接鉆桿時(shí)，循環(huán)壓耗就會(huì)同時(shí)消失，讓井底壓力處于不平衡狀態(tài)，之后在井口加入回壓讓井底壓力處于平衡，這樣能夠避免地層流體侵入問(wèn)題。理論上講，該種情況在靜止時(shí)，在井口加入回壓等與循環(huán)時(shí)環(huán)空壓耗。在境地壓力恒定控壓鉆井作業(yè)過(guò)程中，在鉆進(jìn)、接單根、環(huán)空壓力剖面，如果出現(xiàn)底層出現(xiàn)涌、漏問(wèn)題，即可通過(guò)加壓控制。

1.2 加壓泥漿帽鉆井技術(shù)

該技術(shù)主要是在井中環(huán)空流體密度較小在井口施加一個(gè)正壓力，因此被稱(chēng)之為加壓泥漿帽鉆井。通常情況下，該技術(shù)能夠有效控制井漏的問(wèn)題，在海洋、陸地油氣井眼嚴(yán)重漏失底層開(kāi)展作業(yè)。加壓泥漿帽鉆井技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，如果儲(chǔ)層壓力小于凈水壓頭，則需要采用泥漿帽鉆井技術(shù)(不加壓)，并在鉆井液漏失中向環(huán)空泵注入清水，這時(shí)井眼氣體會(huì)被環(huán)空清水壓回漏失地層，保障能夠繼續(xù)開(kāi)展施工工作。如果儲(chǔ)層壓力大于靜水壓頭時(shí)，則需要采用加壓泥漿帽鉆井技術(shù)，通過(guò)加重鉆井液實(shí)現(xiàn)經(jīng)井內(nèi)壓力平衡。在應(yīng)用過(guò)程中，通常是采用轉(zhuǎn)動(dòng)控制頭從地層向環(huán)空上部加入液態(tài)鉆井液帽。此外，在加壓泥漿帽鉆井技術(shù)實(shí)施之前，需要對(duì)泥漿帽進(jìn)行增重和增粘處理，并將鉆井液緩緩注入到環(huán)空中，避免油氣上竄進(jìn)入環(huán)空，這樣就能夠保障井內(nèi)壓力控制平衡度。

1.3 HSE鉆井技術(shù)

由于海上鉆井環(huán)境更為復(fù)雜，存在著開(kāi)發(fā)商無(wú)法克服的技術(shù)難題。并且由于我國(guó)底層石油資源由于開(kāi)采過(guò)渡，加強(qiáng)海上石油開(kāi)采勢(shì)在必行，因此，為了避免在石油開(kāi)采時(shí)污染海水或地質(zhì)環(huán)境，我們可以采用HSE控壓鉆井技術(shù)。該技術(shù)作為安全、環(huán)保、健康為目的的技術(shù)，是一種將鉆井液返回到鉆臺(tái)上的一種控壓鉆井技術(shù)。作為控壓鉆井形式之一，雖然在應(yīng)用過(guò)程中可能存在一定的變化，但是與循環(huán)系統(tǒng)相比，該技術(shù)融入了承壓、閉合鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，通常在發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)被迫停鉆應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。閉合鉆井液循環(huán)系統(tǒng)能夠有效避免氣體和延時(shí)屑從鉆臺(tái)中流出，從而降低H2S氣體含量，降低鉆臺(tái)因出現(xiàn)火花造成的安全隱患。

2 控壓鉆井技術(shù)的應(yīng)用前景

對(duì)于控壓鉆井技術(shù)來(lái)說(shuō)，該技術(shù)在我國(guó)起步相對(duì)較晚，外國(guó)對(duì)此技術(shù)的研究相對(duì)較多。由于控壓鉆井需要涉及動(dòng)力學(xué)、環(huán)空水力學(xué)等方面，部分學(xué)者對(duì)該項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展了細(xì)致研究工作。從國(guó)際應(yīng)用情況分析，控壓鉆井在石油開(kāi)采中的應(yīng)用范圍愈加廣泛，并且實(shí)踐頻率也更多。從我國(guó)控壓鉆井應(yīng)用情況分析，我國(guó)控壓鉆井技術(shù)與充氣欠平衡技術(shù)融合的較好，在石油開(kāi)發(fā)中也有進(jìn)行實(shí)踐工作，但由于控壓鉆井配套設(shè)備在維護(hù)和修理中非常貴，因此，控壓技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用還是比較局限。針對(duì)此類(lèi)情況，需要對(duì)控壓鉆井進(jìn)行一定的調(diào)整，這樣才能夠大大降低控壓鉆井技術(shù)的應(yīng)用成本，只有再結(jié)合一些配套技術(shù)，簡(jiǎn)化控壓鉆井應(yīng)用流程，這樣才能夠有效解決石油勘探鉆井技術(shù)的難點(diǎn)。由此可見(jiàn)，雖然整體上我國(guó)控壓鉆井技術(shù)應(yīng)用還不夠成熟，但該技術(shù)還有很大發(fā)展空間，通過(guò)從成本和施工工序?qū)用孢M(jìn)行優(yōu)化，這樣才能夠讓控壓鉆井更加貼合我國(guó)石油行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。從我國(guó)石油勘探行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)已經(jīng)是必然趨勢(shì)，特別是我國(guó)地理環(huán)境多樣且復(fù)雜，采用控壓鉆井技術(shù)能夠有效緩解傳統(tǒng)鉆井技術(shù)的弊端，大大提高了石油開(kāi)采水平。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，控壓鉆井技術(shù)也漸漸出現(xiàn)在人們的視野中，控壓鉆井技術(shù)的應(yīng)用形式多樣，要求在石油開(kāi)采中能夠根據(jù)開(kāi)采實(shí)際地質(zhì)情況合理選擇控壓鉆井技術(shù)，這樣才能夠保障石油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)性、效率性。本文重點(diǎn)探究了控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)，并分析了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展前景，在未來(lái)發(fā)展中，控壓鉆井技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)更加趨向于主流。

[1]楊雄文,周英操,方世良,紀(jì)榮藝,劉偉.控壓鉆井系統(tǒng)特性分析與關(guān)鍵工藝實(shí)現(xiàn)方法[J].石油機(jī)械,2011,10∶39-44+196.

[2]王立輝.控壓鉆井關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,15∶117+119.