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1、长江大学学报(自然科学版)2008年9月第5卷第3期:理工168JournalofYangtzeUniversity(NatSciEdit)Sep2008,Vol5No3:Sci&Eng注气控压钻井技术在塔里木油田的应用张利生,宋周成,白登相(塔里木油田公司,新疆库尔勒8410000)孟英峰(西南石油大学,四川成都610500)[摘要]控压钻井技术是欠平衡钻井技术的发展应用,主要是针对窄安全压力窗口、高压高产井等钻井,注气控压钻井则是控压钻井的一种形式。塔里木油田在塔中I号坡折构造带碳酸盐岩油气藏使用了注氮气控压钻井,取得
2、了较好的使用效果,对于此类压力敏感、高风险油气田的勘探开发具有较好的推广价值。[关键词]控压;循环动压;近平衡;注气[中图分类号]TE249[文献标识码]A[文章编号]16731409(2008)03N16803控压钻井是在欠平衡钻井基础上发展起来的特殊技术,它利用了欠平衡钻井的思想、方法和装备,专用于提高窄安全压力窗口、高压高产气井、高风险气井等复杂条件下的钻井安全性和钻井效益,是欠平衡钻井技术的非欠平衡应用。常规控压技术通过改变泥浆密度、泥浆流变性、返速、节流阀回压,实现调节井底压力,以适应复杂漏喷窄窗口的安全钻井。注气控压技术是
3、在常规控压技术之上发展起来的。它采用注气的方法减少循环压耗,从而能更好地适用于漏喷窄窗口、甚至零窗口的安全钻井。[1]在塔里木盆地塔中I号断裂坡折构造带62圈闭上,油藏为碳酸盐岩裂缝性油气藏,储层地层压力敏感,安全密度窗口窄,易发生喷、漏事故,并且井内含有H2S会对钻井施工造成很大风险,因此,针对这种情况,为了能够在保护储层的前提下,同时又能够安全的实施钻井作业,油田引入了注气控压钻井技术,取得了较好的使用效果。1注气控压钻井原理与常规控压钻井相比,注气控压钻井则是在钻达储层后,利用调节注气量改变井底压力,使井底处于不同的欠压差,根据产气量和井底
4、压力的关系,采用作图的方法来实测储层压力(见图1)。得到储层压力后,调节钻井液密度,设计合理注气量。循环时注气,利用注气减轻液柱压力抵消循环动压(ECD),图1控压钻井确定地层压力的示意图从而实现动ECD近似到等于静ESD,使井底压力变化窗口缩窄为一条线,以适应漏喷一条线的特窄窗口。钻井液循环时,使钻井液密度减小,从而液柱压力减少以抵消循环动压(ECD)的增加。停止循环则环空的动压和静压基本相同,使井底压力始终维持在稳定的所需值,以便灵活地大幅度地调整泥浆液柱压力。注气循环时注气,减少液柱压力以抵消循环压耗。停止注气则压力恢复。注气多少决
5、定着液柱压力减少的程度。在实施注气控压钻井作业时,对含有H2S气体的压力敏感地区的井,根据井内H2S气体浓度高低来决定注气控压钻井的作业模式。如果H2S气体浓度低或没有,则可以采用良好保护储层的微欠近平衡模式:即在钻进中控制为微欠平衡,起下钻过程中控制为平衡,以满足安全条件下实现良好保护储层;如果有严重的H2S气体的风险,为防止高浓度H2S对人员安全和钻具腐蚀的影响,则应采用确保安全的微过近平衡模式:即在钻进中控制为微过平衡,起下钻过程中也控制为微过平衡,以使高含H2S的天然气不进入井筒,确保安全。[收稿日期]20080512[作者
6、简介]张利生(1975),男,1996年大学毕业,工程师,现主要从事钻井技术方面的研究工作。第5卷第3期:理工张利生等:注气控压钻井技术在塔里木油田的应用1692现场应用自2006至2008年,塔里木油田在塔中I号断裂坡折构造带62圈闭上的2口井实施了注气控压钻井技术,分别是塔中6227井和塔中6213H井。根据邻井资料,在已经完钻的塔中62井区及邻井中有[2,3]些井中已发现H2S,主要集中在奥陶系。21注气控压钻井设备根据注气控压钻井的需要,现场配备了以下一些设备:欠平衡作业设备。欠平衡作业井口装置为美国williams旋转
7、控制头及配套设备,所用钻具为斜坡钻杆,地面节流管汇则采取了2套并联,其中1套为正常钻井用,另1套为注气控压钻井使用,并在井下500m处放入1只7套管阀。注气设备。出3于安全角度的考虑,井内注入气体介质采用的是氮气,根据注气量的需要,准备了2套35MPa~15m/min制氮车和增压车组,其中一套作为备用,注气管线采用27/8油管,并在现场试压28MPa不漏为合格,在注气管线上安装有流量计以便随时记录氮气流量,氮气与钻井液通过混合器进行混合后注入井内(该混合器为自制15mm孔径1800混合器)。另外,配备了硫化氢监测仪和正压式呼吸器等,并且为了
8、便于钻井液除气,使用了真空除气器。同时,在满足常规钻井的基础上增加了钻具内防喷阀、斜坡钻杆等以便能够满足控压钻井要求。2
