mpd工艺技术及其在海洋钻井中的应用模式

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1、MPD工艺技术及其在海洋钻井中的应用模式王子建1曹式敬2周文军1孙宝江1（1中国石油大学（华东），山东东营257061；2中海油田服务有限公司（北京）100027）摘要：MPD技术是国外近年来发展较快的一种钻井新技术，该项技术能够有效解决海洋油气钻探所出现的复杂技术难题，如地层孔隙压力和破裂压力之间的窗口狭窄、地层漏失、压差卡钻等。为了解决不同地层钻进难题，国外研究的MPD应用模式多种多样，其中一些已开发了相关设备和工艺，并开始进入工业应用。国外成功的应用经验证实该技术是一种更安全、更快、更有效的钻井技术。关键词：MPD技术；井筒压力；工艺流

2、程；应用模式MPDTechnologyandItsVariationstoMarineDrillingWangZijian1CaoShijing2ZhouWenjun1SunBaojiang1(1ChinaUniversityofPetroleum(EastChina),ShandongDongying257061;2ChinaOilfieldServicesLimited,Beijing,100027)Abstract:AdrillingtechniquethatisquicklydevelopinginforeignisManagedPr

3、essuredDrilling.Thisadvancedtechnologyisabletoassociatewithcomprehensivetech-challenge,suchasthenarrowmarginbetweenporepressureandfrictionpressure,thelossesofformationandthestickingofpressuredifference.Inordertoresolvethechallengeofdifferentformationdrilling,MPDhavedevelope

4、dintovariedvariationsinforeignstudy.Someofthevariationshaveexploitedrelevantinstallationandprocessforindustryapplication.Thesuccessfulapplicationinforeignisproventhatthistechniqueisamoresafely,morefastandmoreefficientdrillingoperation.Keywords:MPD;Boreholepressure;Technolog

5、icflow;Variations1引言海洋油气钻探时，地层孔隙压力与破裂压力之间的泥浆密度窗口变窄，使用常规钻井技术很难将井筒压力控制在窗口范围里，钻进时易发生漏失和气侵现象。常规钻井为避免发生此类事故会在已经很窄的泥浆窗口上，再加上一定的安全余量，这无疑使密度窗口变得更小，从而使套管下入深度受到了限制，进而增加了套管级数，钻井投资也因长时间钻进和高额的套管及其附件投资变得昂贵。随着海洋油气钻井难度和深度的不断增加，诸如地层漏失、压差卡钻、钻杆脱扣、地层孔隙压力与地层破裂梯度间窗口狭窄造成井涌和井漏等问题也日益突出，采用常规钻井装置和方法进

6、行钻探（包括天然气水合物钻井）有许多是不适用也是不经济的[1][2]。为有效解决上述问题，13美国自20世纪60年代后期开始应用控制压力钻井技术，也称MPD（ManagedPressureDrilling）技术。它是应用先进的井控设备和方法来实现钻井最优化的一种工艺技术。该项技术采用一种闭合承压钻井系统，与单独调节泥浆重度和泥浆泵率的方法相比，它能精确控制井筒压力剖面，并且泥浆返还系统能有效降低钻井非生产时间。现今，美国陆地钻机配备闭合承压钻井系统的比例已从1995年的10%剧增至目前的75%[3]。该项技术的优势及其未来钻井的发展趋势表明，

7、MPD技术很可能是不远将来深水油气钻探乃至水合物钻探的首选钻井技术。2MPD的定义及其优点控制压力钻井并不是提出的一种钻井新概念，它是在以往钻井过程中对井筒内压力的控制的基础上改进的。IADC（国际钻井承包商协会）对MPD的定义为：“MPD是一种改进的钻井程序，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面。其目的在于确定井底压力窗口，从而控制环空液压剖面[2]。”IADC同时指出[3]：MPD是要在不压裂上覆岩层的前提下，在易发生漏失、地层坍塌、卡钻和气侵事故的地层中下钻出较长的井眼。控制压力钻井通过控制钻井液密度、当量循环密度和套管回压，使井底压力

8、几乎保持恒定。与常规钻井相比，该技术具有以下几个优点：（1）MPD采用更为精确的井内压力控制来降低钻井的中断事件发生，提高钻进效率，并且减少套管级数，实现“经济钻井