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1、64西部探矿工程2007年第8期大庆油田欠平衡钻井技术的发展与应用前景关枫,翟洪军,王洪英(大庆石油管理局钻井工程技术研究院,黑龙江大庆163413)摘要:20世纪90年代以来,由于勘探开发难度日益增加,国际石油市场竟争更加激烈,而欠平衡技术因解决了许多勘探开发的困难和复杂问题,提高了产量、降低了成本,因此成为国际上继水平井技术之后的第二个钻井技术发展热点,本文针对大庆油田的实际情况,针对形成的适合于大庆长垣东部深层特点的欠平衡钻井工艺技术,介绍了大庆油田欠平衡钻井技术的关键技术以及发展和应用前景,为今后欠平衡钻井的开展提供了依据。关
2、键词:欠平衡钻井;大庆;充气钻井;应用前景;井底压力中图分类号:TE2文献标识码:B文章编号:1004—5716(2007)08—0064—05欠平衡钻井技术,就是在钻井过程中始终保持钻井衡井底负压差,欠平衡井筒多相流压力分布规律、密度液循环体系井底压力低于地层孔隙压力,使产层的流体分布规律的研究与计算,确定了欠平衡钻井储层—井有控制地进入井筒并将其循环到地面。筒—地面一体化多相流计算模型,并开发了工程软件。20世纪90年代,由于勘探开发难度日益增加,国1.2工艺技术发展现状际石油市场竟争更加激烈,而欠平衡技术因解决了许多(1)确立了
3、一套适合大庆长垣东部地层特点的欠平勘探开发的困难和复杂问题,提高了产量、降低了成本,衡钻井完井工艺配套技术,其中,钻井液密度调整规则、因此成为国际上继水平井技术之后的第二个钻井技术井底负压值的合理控制技术、起下钻压井技术、紧急情发展热点,在20世纪90年代中、后期发展极快,尤其以况处理措施等研究成果通过14口井的检验,已经完善美国和加拿大两国最为突出。成熟;针对大庆油田深层勘探的需要,大庆石油管理局钻(2)地面设备和井下工具的选型和配套基本满足了井工程技术研究院开展了欠平衡钻井工艺及配套技术大庆长垣东部欠平衡钻井作业的要求;研究,于2
4、000～2005年在大庆长垣东部完成了宋深(3)研制出适合大庆长垣东部地层欠平衡钻井特点101井等12口探井欠平衡钻井施工和2口开发井欠平的低密度水包油钻井液体系。实现了水包油钻井液在衡钻井施工,形成了一套适合于大庆油田的欠平衡钻井国内应用抗温180℃的突破,特别是在保持井壁稳定、技术,取得了较好的勘探开发效果。提高机械钻速、有利于气层的发现等方面起到了积极的1大庆欠平衡钻井技术的发展现状作用;1.1基础理论研究现状(4)研制成功了随钻井底压力温度测试仪器,实测(1)在欠平衡钻井过程中,为了实现井底负压的精出井底压力温度变化,为勘探开
5、发提供准确的实测数确控制,在充分考虑机械钻速产生的岩屑对井底压力影据;响的情况下,建立了环空岩屑影响井底压力增量的理论(5)形成了一套流钻欠平衡探井随钻地面数据采集计算模型,该模型是,为深井欠平衡钻井井底实现精确监测与分析处理技术;负压控制提供理论依据;(6)探索并试验了充气和空气欠平衡钻井技术,初(2)在充分考虑固相和多相流加速压降的影响情况步形成了一套人工诱导的欠平衡钻井技术;下,修正并完善了流钻欠平衡钻井环空多相流井底压力(7)形成了一套行之有效的欠平衡钻井科研攻关,计算模型,为欠平衡设计计算与精确控制井底负压值提现场试验、技术
6、管理、生产协调组织,配合协调等内容的供了理论依据。配套措施与管理办法。(3)欠平衡钻井监测与分析软件开发。充分考虑了2大庆油田欠平衡钻井发展的关键技术井壁稳定、井内压力波动、储层压力预测误差、欠平衡钻2.1欠平衡钻井工艺技术井装备的承受能力等因素的影响之后,合理确定了欠平2.1.1欠平衡钻井装备的选型与配套2007年第8期西部探矿工程65欠平衡钻井特殊设备,除常规井控设备外,还包括压力控制不当,会造成过压钻井,导致油气层污染,从而旋转防喷器、节流管汇、液气分离器、油水分离器(或撇降低油气井产能,甚至引起井漏等井下复杂事故,因此油罐)以
7、及点火装置等。影响整体勘探开发效果。根据井底压力因素的分析,我通过对美国的Williams公司和Shaffer公司的旋们进行了以下研究:转防喷器的技术对比分析,结合大庆油田实施欠平衡钻(1)气侵后环空钻井液密度及压力分布规律研究;井区块的地质特点,于2000年引进了2套Shaffer公司(2)地层气体侵入井内的预测方法研究;的主动式旋转防喷器。(3)欠平衡钻井地层气体上窜时间预测技术研究;旋转防喷器的胶心使用寿命是欠平衡钻井的关键,(4)井底压力控制技术研究。在所钻的14口井中,卫深5井、肇深11井、汪深1井和推导出井底负压值与泵压间
8、的关系:徐深1-1井显示较好,在欠平衡井段旋转防喷器始终根据井内压力关系,当排量、钻井液入口性能不变,处于工作状态,其胶心使用数据统计见表1。而随钻产油气量变化或气体滑脱上升时,PM、PZJ、PZ、Pp为常量,设k=PM
