關(guān)于控壓鉆井技術(shù)的研究

田鋒

摘要：近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國民教育的不斷完善，使得我國各個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)科學(xué)技術(shù)不斷提高，在油氣開采方面取得了很大的進(jìn)步。全國各地各種大型油田的開采，使得我國關(guān)于鉆井方面的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)不斷的提高與完善，鉆井技術(shù)有很多種類，但是控壓鉆井是鉆井技術(shù)是一種高新技術(shù)，用控壓鉆井技術(shù)開采油氣田的時(shí)候能夠服務(wù)于復(fù)雜的地下環(huán)境，同時(shí)還能帶來開采成本低、操作流程簡單方便等多種優(yōu)勢。合理規(guī)范的使用控壓鉆井技術(shù)，能夠節(jié)約生產(chǎn)時(shí)間對生產(chǎn)效率進(jìn)行有效的改善。本文對控壓鉆井進(jìn)行簡單的介紹，然后著重分析了控壓鉆井技術(shù)。

關(guān)鍵詞：控壓鉆井；技術(shù)；鉆井液

引言：

隨著世界進(jìn)入21世紀(jì)，全世界對能源的需求不斷的擴(kuò)大，日益增長的能源需求使得科學(xué)家們不得不改善傳統(tǒng)的能源開采方法，以便更高效更快捷的開采出能源。同時(shí)隨著多年來油氣資源的大量開采利用，很多容易開采的油氣田都已被挖掘殆盡，而余下的僅有的油氣資源都是開采形勢、復(fù)雜難度很高的地方。所以在對這些油氣田進(jìn)行開采的時(shí)候，需要更加注意井的安全鉆井和成本控制，而控壓鉆井技術(shù)作為一種新型高效技術(shù)，既可以減少傳統(tǒng)海上鉆井相關(guān)的大量費(fèi)用，同時(shí)還可以有效的減少油氣田開采時(shí)的非生產(chǎn)時(shí)間，這種在技術(shù)上、時(shí)間上和經(jīng)濟(jì)上都具有優(yōu)勢的鉆井技術(shù)，逐漸被人們用來替代常規(guī)的鉆井技術(shù)。

一、控壓鉆井技術(shù)相關(guān)介紹

（一）控壓鉆井的定義

控壓鉆井的英文簡稱為MPD，它是油氣開采中的一種高級(jí)井控方式，它有一種自適應(yīng)的鉆井程序，能夠準(zhǔn)確掌控整個(gè)井眼的環(huán)孔壓力，通過對井底上下壓力的極限進(jìn)行分析，然后確定環(huán)空液柱壓力的大小，這對于鉆井時(shí)的安全控制起到了很大的保證作用，正因?yàn)檫\(yùn)用這種技術(shù)能夠?qū)蹓毫M(jìn)行有效的控制，所以稱為控壓鉆井。雖然到目前為止運(yùn)用控壓鉆井技術(shù)，還沒有出現(xiàn)過井噴事件的發(fā)生，但是它并不是一種完美無瑕的技術(shù)，主要表現(xiàn)在鉆井過程中會(huì)出現(xiàn)鉆柱被卡或井漏問題，但是這種問題的發(fā)生頻率仍然沒有傳統(tǒng)鉆井技術(shù)那么高。所以總的來說，控壓鉆井技術(shù)相比常規(guī)鉆井技術(shù)來說具有更安全高效的特性。

（二）控壓鉆井技術(shù)的原理

控壓鉆井技術(shù)的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在三個(gè)方面，分別是控制目標(biāo)、控制策略以及實(shí)現(xiàn)方法。控制目標(biāo)是整個(gè)控壓鉆井的核心所在，這個(gè)目標(biāo)主要表現(xiàn)在對鉆井時(shí)井眼的壓力進(jìn)行有效的控制，只有當(dāng)這個(gè)壓力控制在可操作范圍之內(nèi)，整個(gè)鉆井作業(yè)才能順利有效的完成。而在常規(guī)的鉆井作業(yè)時(shí)，我們在調(diào)節(jié)井底壓力的時(shí)候運(yùn)用的是對鉆井液密度進(jìn)行一定程度的改變，或者對井內(nèi)循環(huán)排量進(jìn)行調(diào)整。但是我們在對鉆井液密度進(jìn)行改變的時(shí)候需要浪費(fèi)很長的時(shí)間，對于鉆井作業(yè)來說不具備時(shí)效性，另一方面在對循環(huán)排量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)則會(huì)出現(xiàn)鉆井液循環(huán)停止導(dǎo)致封閉失效的狀況，從而無法對井底的連續(xù)壓力進(jìn)行掌控。

二、主要控壓鉆井技術(shù)分析

（一）被動(dòng)型控壓鉆井技術(shù)

被動(dòng)型控壓鉆井技術(shù)是指運(yùn)用常規(guī)方法鉆井，但是在設(shè)備裝配的過程中使用能夠快速應(yīng)對突如其來的壓力變化的設(shè)備，這種鉆井技術(shù)在復(fù)雜井礦的開采過程中已經(jīng)應(yīng)用了多年。被動(dòng)型控壓鉆井技術(shù)運(yùn)用時(shí)，工程師已經(jīng)按照慣例設(shè)計(jì)好了相應(yīng)的井身以及鉆井設(shè)備，而控壓鉆井設(shè)備和程序則是作為鉆井過程中的應(yīng)急設(shè)備，屬于傳統(tǒng)鉆井過程中出現(xiàn)問題時(shí)的應(yīng)急方案。例如，在美國所有的陸地鉆井項(xiàng)目中有1/4的鉆井項(xiàng)目采用的是MPD被動(dòng)型鉆井，MPD被動(dòng)型是作為意外事件發(fā)生時(shí)候的一種應(yīng)急準(zhǔn)備，這是在鉆井規(guī)劃設(shè)計(jì)開始時(shí)就已經(jīng)配備好以便更高效安全的處理井下意外事件。

（二）精細(xì)控壓鉆井技術(shù)分析

精細(xì)控壓鉆井技術(shù)是指在有效的使用控壓鉆井技術(shù)時(shí)，能夠迅速的提升井口回壓，從而有效的控制井底與井口的壓力，這樣當(dāng)鉆井過程進(jìn)行到鉆探深部復(fù)雜底層時(shí)，對井底出現(xiàn)的有害氣體泄漏、井漏、井涌等安全問題可以有效的控制，對施工作業(yè)的安全性與可靠性起到了很大的保護(hù)作用。運(yùn)用精細(xì)控壓鉆井技術(shù)，可以實(shí)時(shí)的通過井下測壓工具將井底的壓力、鉆井組合情況、鉆井液的狀態(tài)、鉆井液的流量等數(shù)據(jù)輸送給電腦控制軟件，然后通過電腦發(fā)出數(shù)據(jù)命令，有效的對井口與井底壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)智能控制。精細(xì)控壓鉆井技術(shù)相比于傳統(tǒng)常規(guī)鉆井技術(shù)而言，在獲得鉆井操作過程中的數(shù)據(jù)時(shí)具有優(yōu)越性，它能夠?qū)崟r(shí)的對井底壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過電腦控制完成壓力補(bǔ)償操作，實(shí)現(xiàn)了井底壓力的自動(dòng)調(diào)控與壓力液的不間斷循環(huán)。

（三）微流量控壓鉆井技術(shù)

微流量控壓鉆井技術(shù)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：鉆井裝備相對來說比較簡單、裝備操作比較靈活、能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測地下鉆進(jìn)情況、沒有風(fēng)險(xiǎn)。微流量控壓鉆井技術(shù)的原理是通過對鉆井液的流入量與流出量進(jìn)行精確的控制以調(diào)節(jié)鉆井液流量參數(shù)，同時(shí)也對地層壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)采集輸入到電腦，經(jīng)過相關(guān)系統(tǒng)的計(jì)算處理，進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)安全鉆井。運(yùn)用微流量控壓鉆井技術(shù)，能夠?qū)︺@井過程中的鉆井液進(jìn)行有效監(jiān)控，這種方法對于鉆井過程中的安全性具有很大保證，目前掌握這種鉆井技術(shù)的國家主要集中在歐美發(fā)達(dá)國家，我國的研究水平還處于發(fā)展時(shí)期，我想不久的將來，經(jīng)過長時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與探索分析，熟練的掌握這種技術(shù)也是指日可待。

（四）REELWELL鉆井技術(shù)

相比以精細(xì)控壓鉆井技術(shù)和微流量控壓鉆井技術(shù)而言，REELWELL鉆井技術(shù)是一種更新的鉆井類型，它的優(yōu)勢特點(diǎn)主要表現(xiàn)在提高了鉆井的作業(yè)效率，同時(shí)還保證了鉆井的安全，經(jīng)常被用于井底壓力情況復(fù)雜的情況下進(jìn)行鉆井。REELWELL鉆井技術(shù)之所以具有這樣的優(yōu)勢主要是因?yàn)榕鋫淞藢︺@井液流動(dòng)的高科技控制儀器。設(shè)備的主要組成部分有雙臂鉆干、滑動(dòng)活塞、雙浮動(dòng)閥。相比于其它鉆井技術(shù)它的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在無隔水管鉆井、擁有閉路循環(huán)系統(tǒng)和井眼清潔功能。

結(jié)束語：

從2005年以來，已有超過一百多個(gè)油氣田開采鉆井運(yùn)用了控壓鉆井技術(shù)，控壓鉆井技術(shù)通過降低非生產(chǎn)時(shí)間有效的提高了鉆井作業(yè)效率，同時(shí)控壓鉆井技術(shù)的運(yùn)用大大的減少了安全事故的發(fā)生，更重要的是運(yùn)用控壓鉆井技術(shù)可以順利完成常規(guī)鉆井技術(shù)難以達(dá)到的高度。控壓鉆井技術(shù)的有效利用使那些遇到過井漏、井噴的鉆井過程可以毫無延遲的完成鉆井作業(yè)至目標(biāo)深度。

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