控压钻井技术及应用分析.docx

控压钻井技术及应用分析摘要：随着全球经济的快速发展能源紧张已成为全世界共同面临的重要问题石油在能源中占有非常重要地位是国家得以持续发展的保证。我国于新中国成立之初开始勘探并成功开发石油资源经过几十年的不断努力我国的采油技术已日臻成熟对复杂地层油气资源开采也取得了很好的成效。文中对控压钻进技术进行了详细的分析并进一步对控压钻井技术的应用形式进行了具体的阐述。关键词：控压钻井；控压原理；应用中图分类号：TD842.2+4文献标识码：A随着我国对采油技术的不断发展控压钻进技术以其生产成本低、操作流程简单、节省非生产时间和提高油井生产效率等诸多优点成为复杂地层油气资源开采的主要技术。近年来国内外在钻进新技术的研发方面也以其为重点对此采油技术进行深入的研究分析以促进控压钻井技术得以进一步的完善。1控压钻井技术1.1控压钻井技术的定义针对于控压钻进技术的具体定义可以说是种类比较繁多虽然表述方法各不相同但在对其技术特点的认识上还是一致的。控压钻井技术是用于精确控制整个井眼压力剖面的实用钻井程序其目的在于保持井底压力在设定的范围以内。我国对些定义也进行了相关的表达在总体上国内外学者对其控压钻井技术的优点的认知还是相同的即总体上具有降低生产成本简化操作流程缩短非生产时间和显著改善油井生产效率等优点具体主要表现在以下几个方面：一是在钻进过程中地层流体容易侵入这时就会影响钻井的性能甚至是导致故障的产生增加了深层钻井投资风险。控压钻进技术就能够对井眼内环境压力实施有效的控制从而避免了流体故障性的侵入提高了钻进的性能。二是控压钻井技术可以对回压、流体密度、流体流变性、环空液面、循环摩擦力和井眼几何尺寸实施动态监控并针对监控状况自动实施应对策略从而实现及时、高效和低成本的故障处理。三是控压钻井技术能够实施孔隙压力和破裂压力间的对比监测或以有效的进行预测提前对容易发生的井涌、井塌、井漏等事故做好防范工作避免损失的发生。2控压钻井技术的应用形式2.1井底压力恒定（CBHP）技术井底压力恒定（ConstantBottomHolePressureCBHP）的控压钻井又称为当量循环密度（ECD）控制是一种通过环空水力摩阻、节流压力和钻井液静液柱压力来精确控制井眼压力的方法。设计时使用低于常规钻井方式的钻井液密度进行衡钻井循环时井底压力等于静液柱压力加上环空压耗；当关井、接钻杆时循环压耗消失井底压力处于欠平衡状态在井口加回压使井底压力保持一定程度的过平衡防止地层流体侵入。理想的情况是静止时在井口加的回压等于循环时的环空压耗。井底压力恒定的控压钻井作业无论是在钻进、接单根还是起下钻时均保持恒定的环空压力剖面在钻进孔隙压力――破裂压力窗口狭窄的地层或存在涌、漏现象时可实现有效的压力控制。2.2加压泥浆帽钻井（PMCD）技术加压泥浆帽钻井是在钻井中因环空流体密度较小而需在井口施加一个正压因此称为加压泥浆帽钻井这也是与泥浆帽钻井的主要区别。加压泥浆帽钻井是一种控制严重井漏的钻井方法适用于陆上和海洋油气井眼严重漏失地层的钻进作业。泥浆帽钻井和加压泥浆帽钻井都适用于钻进严重漏失地层但是若储层压力低于静水压头则应采用泥浆帽钻井工艺在钻井液漏失过程中向环空泵入清水一旦侵入井眼的气体被环空内的清水压回漏失层段即可继续钻进；当储层压力高于静水压头时就必须采用加压泥浆帽钻井工艺利用加重钻井液来平衡储层压力。加压泥浆帽钻井过程中通过旋转控制头从地面向环空上部注入液态“钻井液帽”。通常注入的泥浆帽已经过加重和增粘处理高密度钻井液应缓慢注入环空防止油气上窜进入环空从而保持良好的井控状态。为了更好地携带岩屑避免岩屑在钻头以上层段的孔洞或裂缝中沉积在岩屑上返的同时还需要向钻杆内注入1段“牺牲流体”（sacrificialfluid）即注入井筒但不返出的低成本流体通常是清水或盐水。加压泥浆帽钻井工艺是采用相对密度较小并且无害的钻井液来钻开压力衰竭地层然后采用高密度钻井液将低密度钻井液压入漏失层段继续钻进所有低密度钻井液和流入井眼的流体都被压入衰竭地层。采用这种方法即使所有低密度钻井液都循环失返侵入衰竭地层也能够有效控制井眼。加压泥浆帽技术可以继续降低环空压力使作业人员能够继续钻穿裂缝地层或断层达到设计井深减少发生井下复杂情况的时间与费用使钻井液漏失最小化。2.3双梯度钻井（DGD）技术与陆地和浅海钻井相比深海钻井环境更复杂容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题：锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重力给钻机稳定性增加了难度；隔水管除了承受自身重力还承受严重的机械载荷防止隔水管脱扣是一个关键