论文部分内容阅读
摘要：简易控压技术则是通过软件计算出准确的地层压力通过手动节流的方式进行控压钻进，在保护储层的同时尽可能的解决掉块以及窄窗口造成的钻井安全问题。可以有效的避免了部分井场如海上平台因其场地所限无法安装全套控压设备的问题。
关键词：简易控压技术 场地 手动节流
随着我国石油勘探和开发向深部复杂地层的不断发展，钻井过程中发生的井漏、井涌、等窄密度窗口的安全钻井问题越来越突出，控压钻井技术因其独特的优势成为钻井新技术研发的热点，但是部分井场如海上平台因其场地所限无法安装全套控压设备。简易控压技术则是通过软件计算出地层压力通过人工节流的方式进行控压钻进，在场地受限井场实施以解决井下复杂问题。
1、 控压钻井概述
1.1 控制压力钻井（MPD）是一种用于精确控制整个井眼环空压力剖面的自适应钻井技术，其目的是确定井下压力环境界限，并以此控制井眼环空压力剖面。
1.2 控压钻井优势：
及时发现和处理溢流与漏失，快速抑制井壁轻微掉块;避免井下复杂，延长水平井钻井长度;降低钻井液密度，提高机械钻速，缩短钻井周期;发现和保护油气层;动態监测井底压力界限。
2钻井过程中相关概念及解决窄窗口的对策
2.1窄压力（密度）窗口：窄压力（密度）窗口是指地层破裂压力和地层孔隙压力的压差接近、等于、小于循环压耗的情况，通常表现为遗漏同存。
2.2解决窄压力（密度）窗口技术难点的主要对策大致可分为三大类：一是合理准确的确定窄窗口;二是通过化学或者工具手段扩大安全窗口;三是采用装备或者特殊钻井工艺把环空压力与当量密度（ECD）控制在窄安全窗口之内。
2.2.1确定窄窗口
合理准确的确定窄安全窗口包括两大方面：一是设计过程中通过地震资料、工程测井资料以及临井资料预测;二是钻井过程中实测，包括通过井下压力测量工具实测和钻进过程中井口加压的现场实验来求取。
2.2.2扩大安全窗口
根据窄窗口的概念，在保证井壁稳定的前提下尽量降低坍塌压力、或将地层漏失压力及承压能力提高到井下安全的程度，能够扩大窄窗口的安全区间，降低窄窗口的复杂情况。
2.2.3环空压力与ECD的控制
环空压力与ECD的控制主要是在一定密度条件下改善钻井作业环境的一种控制方法。主要采用控压钻井降低环空压耗的的影响以及降ECD工具的研究与应用。
3.简易控压钻井技术
简易控压钻井技术是指利用控压钻井的理论、方法和装备，通过相关设备、软件和现场加压等方式确定窄密度窗口的范围，利用手动节流的方式改变井口回压，将压力控制在窄窗口之内的钻井技术。
3.1应用实例
四川金秋和富顺区块属于山地地形，地质情况比较特殊，在页岩气开采过程中经常会出现溢漏同存等窄窗口常见的复杂问题。并且由于地貌复杂，井场场地受限，从而不便于进行全套控压设备的摆放，而用简易控压技术既能尽可能的保证施工安全，又能满足场地受限的背景，便于更好的勘探和开发页岩气。
以某井一次复杂情况为例：某日用密度1.76g/cm3，粘度78s的油基钻井液复合钻进至井深3005.14m发生溢流，关井检查回流量，液面累计溢流1.0 m3，出口密度1.76↓1.72g/c m3 ，出口点火燃，焰高6～8m;关井观察，立压0Mpa，套压0↑6.0Mpa，通过控压钻井技术进行节流循环排气，循环过程中出现漏失，通过调节井口回压伴随随钻堵漏的方式进行循环，通过10h处理完成。
该次溢流是典型的溢漏失同存的情况，如果是常规钻井将会非常难以处理，而通过控压技术的使用，大大缩短了处理时间和钻井液的漏失量，并很好的保护了储层。
3.2优缺点对比
简易控压的优势表现为：
1）发现和保护油气藏
有效的降低了钻井时的井底压力，使井筒流体能够有控制的流入井筒，并防止固相颗粒因正压差的作用进入地层孔隙，提高低压储层的发现几率和保护油气储层。
2）提高了机械钻速
低密度钻井液减少了钻井液液柱对钻头的压持效应，有效提高机械钻速。根据壳牌在承包商会议中公布的统计资料显示，该区块通过控压钻井的应用平均机速由原来1﹣2m/h，提高到4﹣5m/h。
3）减少了漏失的发生
采用控压钻井技术能将ECD控制在要求的范围之内，并且能够通过改变回压的方式迅速的改变当量密度，有效地防止了漏失的发生，避免了因为漏失带来的高昂钻井费用。
4） 减少了处理复杂的时间：
根据该区块以前临井三口井资料显示，平均处理每次溢流的时间在24.7h。而阳101处理溢流的平均时间为19.5h。有效的缩短了处理时间，从而缩短了钻井周期，减少了成本。
同时因为简易控压需要人为观察，手动操作，并且通过现场计算的方式得出压力范围，因此与全套控压相比具有精度不高，对溢流监测不够精确和及时;对现场作业人员要求较高，要求现场人员能够通过关井之后的压力变化和现场加压的方式准确的计算出压力范围;并且需要相应的软件等缺点。
4、结论
简易控压除了传统优势之外，由于其对设备依赖性较小，在一些受限场地具有不可替代的作用。并且由于设备简单，能够节约钻井成本。
由于简易控压设备对人员的依赖性较强，现场施工时需要专业能力较强且现场经验丰富的作业人员进行施工，并且需要专业软件进行计算，对服务方要求较高。
参考文献
[1] 周英操，刘永贵，王广新，陆凤德.充气钻井技术在大庆油田的应用[J].探矿工程，2006，9：51-54.
[2] 马金山，吴建文，樊宝荣等译.《Underbalanced Drilling Manual》，2003.
[3] 刘念三，张汝安.充气钻井工艺技术的应用[J].石油钻探技术，1991：（6）4：37-40.
[4] 周英操，翟洪军.欠平衡钻井技术与应用[M].北京：石油工业出版社，2003，8-l2.
[5] 朱丽华，黄晓川，刘英.国外充气钻井液技术钻采工艺，2006，29（5）：912.
[6] 施连群，赵德云，陆凤德.充气钻井提高钻井速度实验研究[J] .西部探矿工程，2008，7：7778.
[7]严新新，陈永明，燕修 MPD技术及其在钻井中的应用[J].天然气勘探与开发，2007，30（2）：62-66
关键词：简易控压技术 场地 手动节流
随着我国石油勘探和开发向深部复杂地层的不断发展，钻井过程中发生的井漏、井涌、等窄密度窗口的安全钻井问题越来越突出，控压钻井技术因其独特的优势成为钻井新技术研发的热点，但是部分井场如海上平台因其场地所限无法安装全套控压设备。简易控压技术则是通过软件计算出地层压力通过人工节流的方式进行控压钻进，在场地受限井场实施以解决井下复杂问题。
1、 控压钻井概述
1.1 控制压力钻井（MPD）是一种用于精确控制整个井眼环空压力剖面的自适应钻井技术，其目的是确定井下压力环境界限，并以此控制井眼环空压力剖面。
1.2 控压钻井优势：
及时发现和处理溢流与漏失，快速抑制井壁轻微掉块;避免井下复杂，延长水平井钻井长度;降低钻井液密度，提高机械钻速，缩短钻井周期;发现和保护油气层;动態监测井底压力界限。
2钻井过程中相关概念及解决窄窗口的对策
2.1窄压力（密度）窗口：窄压力（密度）窗口是指地层破裂压力和地层孔隙压力的压差接近、等于、小于循环压耗的情况，通常表现为遗漏同存。
2.2解决窄压力（密度）窗口技术难点的主要对策大致可分为三大类：一是合理准确的确定窄窗口;二是通过化学或者工具手段扩大安全窗口;三是采用装备或者特殊钻井工艺把环空压力与当量密度（ECD）控制在窄安全窗口之内。
2.2.1确定窄窗口
合理准确的确定窄安全窗口包括两大方面：一是设计过程中通过地震资料、工程测井资料以及临井资料预测;二是钻井过程中实测，包括通过井下压力测量工具实测和钻进过程中井口加压的现场实验来求取。
2.2.2扩大安全窗口
根据窄窗口的概念，在保证井壁稳定的前提下尽量降低坍塌压力、或将地层漏失压力及承压能力提高到井下安全的程度，能够扩大窄窗口的安全区间，降低窄窗口的复杂情况。
2.2.3环空压力与ECD的控制
环空压力与ECD的控制主要是在一定密度条件下改善钻井作业环境的一种控制方法。主要采用控压钻井降低环空压耗的的影响以及降ECD工具的研究与应用。
3.简易控压钻井技术
简易控压钻井技术是指利用控压钻井的理论、方法和装备，通过相关设备、软件和现场加压等方式确定窄密度窗口的范围，利用手动节流的方式改变井口回压，将压力控制在窄窗口之内的钻井技术。
3.1应用实例
四川金秋和富顺区块属于山地地形，地质情况比较特殊，在页岩气开采过程中经常会出现溢漏同存等窄窗口常见的复杂问题。并且由于地貌复杂，井场场地受限，从而不便于进行全套控压设备的摆放，而用简易控压技术既能尽可能的保证施工安全，又能满足场地受限的背景，便于更好的勘探和开发页岩气。
以某井一次复杂情况为例：某日用密度1.76g/cm3，粘度78s的油基钻井液复合钻进至井深3005.14m发生溢流，关井检查回流量，液面累计溢流1.0 m3，出口密度1.76↓1.72g/c m3 ，出口点火燃，焰高6～8m;关井观察，立压0Mpa，套压0↑6.0Mpa，通过控压钻井技术进行节流循环排气，循环过程中出现漏失，通过调节井口回压伴随随钻堵漏的方式进行循环，通过10h处理完成。
该次溢流是典型的溢漏失同存的情况，如果是常规钻井将会非常难以处理，而通过控压技术的使用，大大缩短了处理时间和钻井液的漏失量，并很好的保护了储层。
3.2优缺点对比
简易控压的优势表现为：
1）发现和保护油气藏
有效的降低了钻井时的井底压力，使井筒流体能够有控制的流入井筒，并防止固相颗粒因正压差的作用进入地层孔隙，提高低压储层的发现几率和保护油气储层。
2）提高了机械钻速
低密度钻井液减少了钻井液液柱对钻头的压持效应，有效提高机械钻速。根据壳牌在承包商会议中公布的统计资料显示，该区块通过控压钻井的应用平均机速由原来1﹣2m/h，提高到4﹣5m/h。
3）减少了漏失的发生
采用控压钻井技术能将ECD控制在要求的范围之内，并且能够通过改变回压的方式迅速的改变当量密度，有效地防止了漏失的发生，避免了因为漏失带来的高昂钻井费用。
4） 减少了处理复杂的时间：
根据该区块以前临井三口井资料显示，平均处理每次溢流的时间在24.7h。而阳101处理溢流的平均时间为19.5h。有效的缩短了处理时间，从而缩短了钻井周期，减少了成本。
同时因为简易控压需要人为观察，手动操作，并且通过现场计算的方式得出压力范围，因此与全套控压相比具有精度不高，对溢流监测不够精确和及时;对现场作业人员要求较高，要求现场人员能够通过关井之后的压力变化和现场加压的方式准确的计算出压力范围;并且需要相应的软件等缺点。
4、结论
简易控压除了传统优势之外，由于其对设备依赖性较小，在一些受限场地具有不可替代的作用。并且由于设备简单，能够节约钻井成本。
由于简易控压设备对人员的依赖性较强，现场施工时需要专业能力较强且现场经验丰富的作业人员进行施工，并且需要专业软件进行计算，对服务方要求较高。
参考文献
[1] 周英操，刘永贵，王广新，陆凤德.充气钻井技术在大庆油田的应用[J].探矿工程，2006，9：51-54.
[2] 马金山，吴建文，樊宝荣等译.《Underbalanced Drilling Manual》，2003.
[3] 刘念三，张汝安.充气钻井工艺技术的应用[J].石油钻探技术，1991：（6）4：37-40.
[4] 周英操，翟洪军.欠平衡钻井技术与应用[M].北京：石油工业出版社，2003，8-l2.
[5] 朱丽华，黄晓川，刘英.国外充气钻井液技术钻采工艺，2006，29（5）：912.
[6] 施连群，赵德云，陆凤德.充气钻井提高钻井速度实验研究[J] .西部探矿工程，2008，7：7778.
[7]严新新，陈永明，燕修 MPD技术及其在钻井中的应用[J].天然气勘探与开发，2007，30（2）：62-66