2-控制压力钻井技术发展概况

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1、控制压力钻井新技术报告人：孙宝江中国石油大学（华东）目录一、引言二、工作原理与系统组成三、基本工艺及应用模式四、国内外应用情况22一.引言复杂油气藏面临诸多问题窄泥浆密度窗口腐蚀介质地层压力高特点复杂油气藏问题井下复杂情地层压力预测困难况发生频繁井控难度大33一.引言常规钻井装置和方法不适用地层漏失压力控制不准确压差卡钻不适用不经济钻杆脱扣增加非生产时间更为精确地约束和控制井眼压力——控制压力钻井技术44一.引言压力控制钻井技术特点55一.引言压力控制钻井技术特点由图可以看出与常规钻井相比，MPD井底过平衡量明显低于常规钻井有效保护油气层防止

2、涌漏问题增加ROP优化套管程序动态控制环空压力6目录一、引言二、工作原理与系统组成三、基本工艺及应用模式四、国内外应用情况77二.工作原理与系统组成1、概念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、分类“被动型”MPD(ReactiveMPD)采用常规钻井方法钻井,但将设备组装成能够迅速应对意料外的压力变化。“主动型”MPD(ProactiveMPD)充分利用配套设备及控制系统,对整个井眼实施精确的压力剖面控制。88二.工作原理与系统组成3、工作原理常规钻井：

3、井底压力=k（泥浆密度+泥浆当量循环密度）只能通过开泵、关泵、控制泵速来调整井眼中的泥浆。控制压力钻井井底压力=k（泥浆密度+泥浆当量循环密度）+井口回压通过控制地面压力和井眼摩擦力可以显著的调整井底压力，而且很少需要中断钻进。99二.工作原理与系统组成3、工作原理调控参数：钻井液密度旋转控制头钻井液粘度节流管汇钻井液排量泥浆泵井口回压回压泵井眼摩擦力1010二.工作原理与系统组成4、系统组成MPD的一个关键特征是可以将循环的流体系统作为一个压力容器系统来看。旋转控制装置（RCD）钻柱浮阀封闭流动管线节流装置（手动、半自动、微机自

4、动控制）脱气装置或钻井液液—气分离系统数据采集系统1111二.工作原理与系统组成1—钻井泵;2—4、系统组成开关;3—钻杆;4—压缩空气管件;5—旋转控制装置;6—环形防喷器;7—防喷器;8—减压阀;9—闸阀;10—气控阀;11—辅助控制;12—地面分离组件;13—振动筛;14—钻井液池;15—离心机;16—钻机井眼控制管汇;17—自动压力控制系统;18—命令中心和试验泵装置;19—信号和控制管线MPD系统构成示意图1212二.工作原理与系统组成4、系统组成MPD闭合回压系统1313二.工作原理与系统组成4、系统组成——旋转控制装置采用“

5、被动密封”设计的RCD简图1414二.工作原理与系统组成4、系统组成——旋转控制装置海上旋转分流RCD双密封能力的AlpineRCD3000图示1515二.工作原理与系统组成4、系统组成——节流压井管汇和节流阀管汇包括一个高性能驱动钻井节流器、逆流和顺流隔离阀、隔热管线和一个单向阀。安装在管汇处的单向阀阻止任何井内回流通往辅助泵。MPD节流管汇模型1616二.工作原理与系统组成4、系统组成——钻杆浮阀两个主要功能：•阻止出现U型管效应；•提供足够的摩擦损耗以便于在所有泵速都能看到正的地钻柱浮阀面泵压。1717二.工作原理与系统组成4、系统组成

6、——井下套管阀井下套管阀是weatherford公司独家拥有的专利技术；井下套管阀由套管阀体、地面控制系统、控制管线、套管悬挂短节、张开锁定工具等几部分组成。系统组成——数据采集系统了能精确控制井底压力需要数据采集系统提供立管压力、套压、钻井泵速、钻深、扭矩、转速、和其它数据；根据采集的数据进行水力学设计：钻井液类型、钻井液密度、钻井液泵流量、钻速、岩屑尺寸和运移速率等。1818目录一、引言二、工作原理与系统组成三、基本工艺及应用模式四、国内外应用情况1919三、工艺流程及应用模式1、典型的工艺流程井口设备从上往下配备：旋转控制装置

7、、万能防喷器、双闸板防喷器、四通、套管头。钻井液从井口出来后，一路由常规循环管线返回泥浆罐，另一路由节流管汇、油气分离管汇回到泥浆罐。泥浆循环路线为：泥浆泵——立管——水龙头——钻杆——钻头——环空——井口——四通——节流阀——液气分离——油水分离——振动筛——泥浆罐2020三、基本工艺流程及应用模式1、典型的工艺流程2121三、基本工艺流程及应用模式2、应用模式恒定井底压力控制压力钻井（CBHPMPD）压力泥浆帽钻井（PMCD）控制泥浆帽钻井（CMC）HSE（健康、安全、环境）MPD2222三、基本工艺流程及应用模式2、应用模

8、式——恒定井底压力控制压力钻井基本特征用比传统钻井液系统较轻的钻井液钻进，属于近平衡钻井;当关井或接钻杆时，地表回压使井底压力保持过平衡，控制地层流体注入;在