海洋控压钻井技术探讨与展望

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1、刘志忠等：大港数字油田建设新进展海洋控压钻井技术可以保持钻进过程井底压力相Pressure，简称CBHP)适用于窄密度窗口和未知密度对稳定，对井下状况进行随钻测量，进行更加细致定窗口情况下的钻井作业，可通过调节井口回压维持井量地分析与预测，防止浅层气体侵人井筒，维护松软底压力等于或略大于地层压力，保证钻井作业安全、地层的井壁稳定，防止井口塌陷，减少浅表层问题对高效。可通过以下方程来描述：钻井作业带来的危害。Pl=tf(1)1．3解决了隔水管进气对深水钻井的影响问题式中，Pl为井底压力，MPa；P为环空液柱压当使用油基钻井液和混

2、合基钻井液进行深水钻井力，MPa；P为环空循环压耗，MPa；P为井口回压，作业时，气侵很难在第一时间被检测到；当隔水管长MPa；Pf为压力波动，MPa。度大于1200m时，直到气体溢出海底防喷器时才能够井底恒压控压钻井装备的布置如图1所示，主要察觉到气侵，这就导致了隔水管中进人气体。隔水管是在旋转防喷器与液气分离器之间加入一个自动节流中的气体通常是通过平台上的分离器进行排出，但因管汇系统，根据井底压力实时调整井口回压，维持井其排量很小，所以在气量较大的情况下会有风险。深底压力相对稳定，保证井筒内的压力满足地层密度窗水钻井作业中

3、大都需要安装隔水管气体控制系统(Riser口的要求。井底恒压控压钻井技术适用于处理海洋窄GasHandingSystem)，通过人为调节节流管汇来排出密度窗口、浅表层钻井等问题。隔水管中的气体，对隔水管进气的判断依赖于平台上的常规气体检测系统，对环空进气的反映和排气的操作都比较慢，易出现风险隐患【5】。海洋控压钻井过程中对井底压力实时监测，可以第一时间发现气侵，实时进行压力控制，减少隔水管中进气的可能性，并与相关装备结合，形成一种新的隔水管气体控制系统(RiserGasRiskMitigation，简称RGRM)，即：通过地面

4、的压力控制避免气体进入隔水管，在隔水管进气后通过自动节流管汇调节压力，平稳地循环排出隔水管中的气体，保证钻井作业安全。1．4减少非生产时间。降低作业成本平台上的节流暂汇海洋钻井中，钻井作业费用高昂，远高于陆地钻井。图1井底恒压控压钻井技术装备布置示意图控压钻井技术可以保持井底压力相对稳定，减少井底复杂状况的出现，节约作业中的非生产时间，有的甚2．2泥浆帽钻井技术至可以节省20％的作业时间，大大降低了作业费用，泥浆帽钻井技术(PressurizedMudCapDrilling，简提高了效益。同时，控压钻井技术可以有效减少套管称P

5、MCD)主要用于钻较深地层的高压裂缝层，在亚太下人的层数，通过较少的套管层数到达指定目的层或地区广泛应用，该地区近20％的钻井作业因遇到溶洞井深，从而减少管柱费用，降低作业成本。地层而导致钻井液大量漏失，泥浆帽钻井技术是解决这类问题的主要方法之一。2海洋控压钻井技术方式泥浆帽钻井技术作业是向环空注入高密度钻井液，随着海洋控压钻井技术的不断发展与应用，衍生钻杆中注入“牺牲流体”；通常牺牲流体密度较低，出了多种控压钻井的方式，当今世界海洋控压钻井技以此获得较高的机械钻速。牺牲流体与环空注入的高术的主要方式分为以下4种。密度钻井液在

6、环空相遇，形成钻井液一牺牲流体界面，2．1井底恒压控压钻井技术界面以上的高密度钻井液被称为泥浆帽。采用低密度、井底恒压控压钻井技术(ConstantBottomHole低成本的流体进行泥浆帽钻井的原理如图2所示】。2015年第3期·石油科技论坛57作业时，隔水管内充满海水(或不使用隔水管)，通过海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液；或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体)，降低隔水管环空内返回流体的密度，使之与海水相当，在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系，有效控制井眼环空压力、井底压力，确保井底压力处于

7、安全的压力窗口之内(图4)。压力海底压力t压力—图2泥浆帽钻井原理图此方法已在海洋钻井作业中获得成功应用，对解决海洋钻井中遇到的溶洞型及裂缝地层导致的严重漏失有良好效果。泥浆帽钻井技术装备布置如图3所示。／／1‘·。粲序、接防喷图4双梯度钻井静水压力梯度示意图双梯度钻井针对深水钻井中出现的复杂问题，作体管线业中泥线以上隔水管内流体密度与海水密度相近，井底压力的计算以海底为参考点，从而拓宽地层孑L隙压力与破裂压力间的范围，大大减少井涌、井喷和井漏等事故，减少套管体系，节省套管时间和固井时间，缩短建井周期，减少钻井时间和降低处理钻

8、井事故的时间，更为重要的是该技术克服了深水特殊的自然环境、油藏条件带来的问题，可在任何水深开展地质目标钻探，最终安全、高效地获得高产量的油气藏0，应用前景广阔。2．4HSE控压钻井技术HSE控压钻井技术(HSEMPD)又称回流控制图3海洋应用泥浆帽钻井的井口装备示意图(Ret