精细控压钻井技术在深水钻井中的应用_于水杰

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1、2015年第3期西部探矿工程65精细控压钻井技术在深水钻井中的应用*12于水杰，张保康（1.中国石化国际石油勘探开发公司,北京100029；2.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津300450）摘要：窄密度窗口是深水钻井中遇到的突出问题，深水的高压低温及合成基泥浆的广泛使用，使井控监测的难度进一步增大。采用精细控压钻井技术，可以有效地控制井底压力，降低窄密度窗口的影响。同时高精度流量计，可以及时发现溢流，并及时采取措施，有效降低非作业时间。关键词：深水钻井；精细控压；控压泥浆帽；隔水管除气中图分类号：TE242文献标识码：B文章编号：1004-5716（2015）03-0065

2、-04随着世界石油勘探开发的逐渐深入，陆地深部地的局面。[2]层及深海逐渐成为钻井工程挑战的目标，并随之出现（3）窄泥浆密度窗口。深水环境中，海水取代上了埋藏深、高温高压、深水及边际油藏等勘探开发难部地层沉积，致使上覆地层压力降低，造成破裂压力过[1]题。低，而地层孔隙压力并没有因此降低，反而不少地区存印度尼西亚Makassar海峡区域水深在1500~在高压产层，造成泥浆密度窗口狭窄，套管程序增加，2000m，属于深水碳酸盐岩裂缝性地层，具有典型的孔极大地增大了钻井成本，在某些情况下，由于套管程序隙压力高、破裂压力低的窄密度窗口的特点。以Talis⁃过多，甚至出现无套管可用的情况。由于

3、泥浆密度控man公司的Lempuk-1X井为例，该井水深1995m，密制困难，极易发生井涌。一旦发生井涌由于隔水管过度窗口最窄处仅有0.2ppg，典型的又喷又漏地层。在长及钻井船的升沉运动造成井涌检测困难。同时长度深水环境中，窄密度窗口是造成钻井周期长、事故频大尺寸小的压井节流管线，及海底低温造成的钻井液发、井控风险增加，甚至无法钻达目的层的主要原因。流动性变差，造成压井循环压耗增大，在窄密度窗口下GSFEXPLORER深水钻井船首次将控压钻井技很可能压漏地层。[3]术应用于深水钻井，成功钻越深水碳酸盐岩裂缝窄密（4）深水浅层地质灾害及不稳定海床。浅层气及度窗口地层，为今后此种情况提供

4、了可借鉴的钻井方浅层水同属浅层地质灾害。浅层地质灾害及不稳定海式。床已造成井口倾斜甚至废弃，被迫移动钻井装置，重新1深水钻井面临问题钻井，增加作业成本。这一问题不在本文讨论范围之[6]（1）海底低温环境。深水环境下，海底温度通常内，不再赘述。低于5℃，部分地区在海底泥水分界面，海底温度会降深水钻井中面临的海底低温、天然气水合物及窄低到-3℃左右。低温引起井下泥浆粘度上升，胶凝强泥浆密度窗口均是由于造成井底压力控制困难或者井度及触变性的增加，造成循环压耗的增加，井底压力上底压力控制困难所造成的，因此有效而精确地控制井升并难以控制，压漏窄密度窗口地层。同时海底低温底压力可以促使深水钻井顺利

5、进行。也会对浅层套管固井造成不利影响。2深水精细控压钻井设备及技术措施[4-5]（2）天然气水合物影响。海洋深水作业环境中精细控压钻井在陆地钻井已经广泛应用。控压钻由于同时存在低温高压，水及天然气，在发生井涌的情井技术利用封闭的压力循环系统，通过控制在一定钻况下，既有可能形成天然气水合物，冻结井口连接器，井液密度下，控制井口回压，使井底压力保持相对稳定[7]阻塞压井节流管线，在隔水管中流动过程中，随着钻井。该技术在常规控压钻井基础上，增加自动节流管[8][9]液上升，压力降低，天然气突然释放，造成井控不可控汇、随钻环空压力监测（PWD）、自动控制系统等，进*收稿日期：2014-03-2

6、4修回日期：2014-04-24第一作者简介：于水杰（1982-），男（汉族），山东文登人，工程师，现从事钻井技术工作。66西部探矿工程2015年第3期一步增加控制精度，并降低反应时间，使钻井作业更加便，拥有自能控制单元，可以自动实现回压的连续调顺畅。由于隔水管的存在，深水控压钻井技术及设备节，精度高，亦可手动控制，拥有高精度的体积流量计，与陆地略有不同。可以精确测量，获取泥浆回流的流量、密度及温度。（1）深水精细控压钻井技术设备。采用威特福公MPD作业时，为隔水管提供回压，装配有4-1/16″司的精细控压钻井技术及Transocean的隔水管井控设5000psi入口、自动及手动节流阀

7、、智能控制系统、液压备相结合，威特福公司的精细控压技术可在溢流量小泵、科里奥质量流量计、高精度回压传感器，控制计算于80L时监测到溢流，并在2min内控制溢流，使地层流机与智能控制系统相连，对回压进行自动控制。体总溢流量小于800L。动态环空压力可以实现井口回⑦二相分离器。采用威特福抗硫化氢二相分离压自动控制，精度可以达到50psi。而一旦地层气体进器，最低工作温度-4℃，最高工作温度100℃，最大工作3入隔水管，Transocean的隔水管井