簡易控壓技術(shù)在場地受限井場上的應(yīng)用

劉晶 李偉華 褚玉杰

摘要：簡易控壓技術(shù)則是通過軟件計算出準(zhǔn)確的地層壓力通過手動節(jié)流的方式進行控壓鉆進，在保護儲層的同時盡可能的解決掉塊以及窄窗口造成的鉆井安全問題?？梢杂行У谋苊饬瞬糠志畧鋈绾Ｉ掀脚_因其場地所限無法安裝全套控壓設(shè)備的問題。

關(guān)鍵詞：簡易控壓技術(shù) 場地 手動節(jié)流

隨著我國石油勘探和開發(fā)向深部復(fù)雜地層的不斷發(fā)展，鉆井過程中發(fā)生的井漏、井涌、等窄密度窗口的安全鉆井問題越來越突出，控壓鉆井技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢成為鉆井新技術(shù)研發(fā)的熱點，但是部分井場如海上平臺因其場地所限無法安裝全套控壓設(shè)備。簡易控壓技術(shù)則是通過軟件計算出地層壓力通過人工節(jié)流的方式進行控壓鉆進，在場地受限井場實施以解決井下復(fù)雜問題。

1、 控壓鉆井概述

1.1 控制壓力鉆井（MPD）是一種用于精確控制整個井眼環(huán)空壓力剖面的自適應(yīng)鉆井技術(shù)，其目的是確定井下壓力環(huán)境界限，并以此控制井眼環(huán)空壓力剖面。

1.2 控壓鉆井優(yōu)勢：

及時發(fā)現(xiàn)和處理溢流與漏失，快速抑制井壁輕微掉塊;避免井下復(fù)雜，延長水平井鉆井長度;降低鉆井液密度，提高機械鉆速，縮短鉆井周期;發(fā)現(xiàn)和保護油氣層;動態(tài)監(jiān)測井底壓力界限。

2鉆井過程中相關(guān)概念及解決窄窗口的對策

2.1窄壓力（密度）窗口：窄壓力（密度）窗口是指地層破裂壓力和地層孔隙壓力的壓差接近、等于、小于循環(huán)壓耗的情況，通常表現(xiàn)為遺漏同存。

2.2解決窄壓力（密度）窗口技術(shù)難點的主要對策大致可分為三大類：一是合理準(zhǔn)確的確定窄窗口;二是通過化學(xué)或者工具手段擴大安全窗口;三是采用裝備或者特殊鉆井工藝把環(huán)空壓力與當(dāng)量密度（ECD）控制在窄安全窗口之內(nèi)。

2.2.1確定窄窗口

合理準(zhǔn)確的確定窄安全窗口包括兩大方面：一是設(shè)計過程中通過地震資料、工程測井資料以及臨井資料預(yù)測;二是鉆井過程中實測，包括通過井下壓力測量工具實測和鉆進過程中井口加壓的現(xiàn)場實驗來求取。

2.2.2擴大安全窗口

根據(jù)窄窗口的概念，在保證井壁穩(wěn)定的前提下盡量降低坍塌壓力、或?qū)⒌貙勇┦毫俺袎耗芰μ岣叩骄掳踩某潭?，能夠擴大窄窗口的安全區(qū)間，降低窄窗口的復(fù)雜情況。

2.2.3環(huán)空壓力與ECD的控制

環(huán)空壓力與ECD的控制主要是在一定密度條件下改善鉆井作業(yè)環(huán)境的一種控制方法。主要采用控壓鉆井降低環(huán)空壓耗的的影響以及降ECD工具的研究與應(yīng)用。

3.簡易控壓鉆井技術(shù)

簡易控壓鉆井技術(shù)是指利用控壓鉆井的理論、方法和裝備，通過相關(guān)設(shè)備、軟件和現(xiàn)場加壓等方式確定窄密度窗口的范圍，利用手動節(jié)流的方式改變井口回壓，將壓力控制在窄窗口之內(nèi)的鉆井技術(shù)。

3.1應(yīng)用實例

四川金秋和富順區(qū)塊屬于山地地形，地質(zhì)情況比較特殊，在頁巖氣開采過程中經(jīng)常會出現(xiàn)溢漏同存等窄窗口常見的復(fù)雜問題。并且由于地貌復(fù)雜，井場場地受限，從而不便于進行全套控壓設(shè)備的擺放，而用簡易控壓技術(shù)既能盡可能的保證施工安全，又能滿足場地受限的背景，便于更好的勘探和開發(fā)頁巖氣。

以某井一次復(fù)雜情況為例：某日用密度1.76g/cm3，粘度78s的油基鉆井液復(fù)合鉆進至井深3005.14m發(fā)生溢流，關(guān)井檢查回流量，液面累計溢流1.0 m3，出口密度1.76↓1.72g/c m3 ，出口點火燃，焰高6～8m;關(guān)井觀察，立壓0Mpa，套壓0↑6.0Mpa，通過控壓鉆井技術(shù)進行節(jié)流循環(huán)排氣，循環(huán)過程中出現(xiàn)漏失，通過調(diào)節(jié)井口回壓伴隨隨鉆堵漏的方式進行循環(huán)，通過10h處理完成。

該次溢流是典型的溢漏失同存的情況，如果是常規(guī)鉆井將會非常難以處理，而通過控壓技術(shù)的使用，大大縮短了處理時間和鉆井液的漏失量，并很好的保護了儲層。

3.2優(yōu)缺點對比

簡易控壓的優(yōu)勢表現(xiàn)為：

1）發(fā)現(xiàn)和保護油氣藏

有效的降低了鉆井時的井底壓力，使井筒流體能夠有控制的流入井筒，并防止固相顆粒因正壓差的作用進入地層孔隙，提高低壓儲層的發(fā)現(xiàn)幾率和保護油氣儲層。

2）提高了機械鉆速

低密度鉆井液減少了鉆井液液柱對鉆頭的壓持效應(yīng)，有效提高機械鉆速。根據(jù)殼牌在承包商會議中公布的統(tǒng)計資料顯示，該區(qū)塊通過控壓鉆井的應(yīng)用平均機速由原來1﹣2m/h，提高到4﹣5m/h。

3）減少了漏失的發(fā)生

采用控壓鉆井技術(shù)能將ECD控制在要求的范圍之內(nèi)，并且能夠通過改變回壓的方式迅速的改變當(dāng)量密度，有效地防止了漏失的發(fā)生，避免了因為漏失帶來的高昂鉆井費用。

4） 減少了處理復(fù)雜的時間：

根據(jù)該區(qū)塊以前臨井三口井資料顯示，平均處理每次溢流的時間在24.7h。而陽101處理溢流的平均時間為19.5h。有效的縮短了處理時間，從而縮短了鉆井周期，減少了成本。

同時因為簡易控壓需要人為觀察，手動操作，并且通過現(xiàn)場計算的方式得出壓力范圍，因此與全套控壓相比具有精度不高，對溢流監(jiān)測不夠精確和及時;對現(xiàn)場作業(yè)人員要求較高，要求現(xiàn)場人員能夠通過關(guān)井之后的壓力變化和現(xiàn)場加壓的方式準(zhǔn)確的計算出壓力范圍;并且需要相應(yīng)的軟件等缺點。

4、結(jié)論

簡易控壓除了傳統(tǒng)優(yōu)勢之外，由于其對設(shè)備依賴性較小，在一些受限場地具有不可替代的作用。并且由于設(shè)備簡單，能夠節(jié)約鉆井成本。

由于簡易控壓設(shè)備對人員的依賴性較強，現(xiàn)場施工時需要專業(yè)能力較強且現(xiàn)場經(jīng)驗豐富的作業(yè)人員進行施工，并且需要專業(yè)軟件進行計算，對服務(wù)方要求較高。

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