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1、钻井工程天然气勘探与开发2007年6月出版MPD技术及其在钻井中的应用严新新陈永明燕修良(中石化胜利石油管理局钻井工艺研究院)摘要MPD(ManagedPressureDrilling)即控制压力钻井是在国外得到应用的一种先进技术。该技术能够解决复杂地层钻井所出现的复杂问题,如由漏失造成的钻井液费用过高、压差卡钻、井控问题,以及在狭窄压力窗口下钻进时可能发生的涌-漏现象等等,以提高钻井效率、降低钻井成本。关键词MPD技术井漏井底压力井控钻井液密度经济效益0引言使用闭合、承压的循环系统以MPD的某种形式进行作业。MPD技术在陆地钻井和海上钻井中,均目前,采用常规钻井
2、装置和方法进行钻井勘获得了良好经济效益。[1,2]探(包括天然气水合物钻井)有许多是不经济的。其主要原因在于钻井过程中会出现诸如地层1MPD技术的概念与特点漏失、压差卡钻、钻杆脱扣、地层孔隙压力与地层破裂梯度间压力窗口狭窄造成涌—漏等等问题,MPD不是一种新概念,它属于过平衡钻井。致使增加非生产时间,从而导致勘探费用大幅度通过控制钻井液密度、当量循环密度和套管回压,提高。使井底压力几乎保持恒定。IADC(国际钻井承包[1,2,3,4]为避免上述问题,希望有一种更为精确地约商协会)对MPD的定义如下:束和控制井眼压力的方法。美国在上世纪60年代“MPD是一种改进的钻
3、井程序,可以精确地后期开始应用控制压力钻井技术,也称为MPD控制整个井眼的环空压力剖面。其目的在于确定(ManagedPressureDrilling)技术,它是应用先进井底压力窗口,从而控制环空液压剖面。”的井控设备和方法来实现钻井最优化的一种工艺MPD是在封闭系统中更精确地控制整个井眼技术。MPD技术的意图是利用欠平衡工具和技术的压力剖面,不会诱导地层流体侵入,不同于常来控制随钻井作业进入井眼的地层流体,避免通规过平衡钻井所存在的风险。该技术具有以下几过加重钻井液来解决钻井复杂问题。用这一技术个特点:可减少套管层数,提高钻井效益,降低钻井成本。⑴以低于常规密度
4、的钻井液钻进,避免超出美国近20年来使用闭合、承压的钻井液循环井眼破裂压力梯度。系统钻井,已成为陆地发展钻井的一种技术。该⑵关井接单根时施加回压,如果与循环和继技术的主要优势在于,用较短的钻井时间、较低续钻进时的井底压力不同,施加回压即可使关井的费用提高了井控能力,从而使陆地钻井技术更压力非常接近循环和钻进时的井底压力。加完善。目前,在美国所有的陆地钻井作业中,⑶使用闭合、承压的钻井液循环系统,或许约1/4的井未使用闭合、承压的钻井液循环系统;还可使用欠平衡钻井设备,如可用绳索收回的钻有1/4的井使用该系统来实现真正的欠平衡钻井;柱浮阀、井下套管阀(downhol
5、edeploymentvalve)1/4的井在应用该系统钻井时,需要使用可压缩等,以便控制作业中可能出现的任何流体侵入。流体(空气、天然气、泡沫、雾);1/4的井正在欠平衡钻井的主要目标是避免损害将要开发作者简介严新新,女,1964年生,高级工程师;1985年毕业于西南石油学院应用化学系,2001年获石油大学(华东)油气井工程专业工学硕士学位,现在胜利石油管理局钻井工艺研究院从事科研与设计工作。地址:(257017)山东省东营市胜利石油管理局钻井工艺研究院设计所。电话:13864731969。E-mail:zjyyxx@slof1com·62·第30卷第2期天然气
6、勘探与开发钻井工程的产层,是以储层为本的;而MPD的主要目标是低于孔隙压力,但这并非欠平衡钻井,因为总的钻解决与钻井有关的复杂压力控制问题,是以钻井为井液当量密度仍高于地层孔隙压力,属于MPD技本的。术。在这种情况下,对发生意外侵入的流体应当使用MPD井口装置使侵入流体得到适当控制。2MPD技术的类型与应用方式21212泥浆帽钻井(MCD)泥浆帽钻井(MCD)有时称为加压泥浆帽钻211类型井(PMCD),是一种处理严重漏失问题的方法。IADCUBO(欠平衡作业协会)的MPD子协一般用于钻进大段裂缝性地层,尤其在采出流体呈[2,4]会将MPD技术划分为两大类:酸性时
7、。当遇到漏失时应用常规井控技术经常会影·“被动型”MPD(ReactiveMPD)响钻进,而应用该技术则能够钻穿严重漏失层而不采用常规钻井方法钻井,但将设备组装成能够耽搁正常钻井,有利于提高机械钻速。迅速应对意料外的压力变化。钻井程序中至少需要MCD属于“钻井液失返钻进”的一种形式,装备有旋转控制装置(旋转防喷器或旋转头)、节在得克萨斯和路易斯安那的Austin白垩岩勘探期流管汇,或许还有钻柱浮阀等,以使该技术能够更间得到发展。在Austin白垩岩地层,从高压裂缝加安全有效地控制难以预测的井底压力环境,如孔向衰竭裂缝层间窜流造成费用高昂的钻井液漏失以隙压力或破裂压
8、力高于或低
