欠平衡钻井设备配套技术的探讨选读.doc

欠平衡钻井设备配套技术的研究 谢新设 秦疆 张宝彦 程俊萍 程扬利 贾忠红 摘 要：欠平衡钻井技术在油气层勘探和开发方面正发挥着越来越重要的作用，因此，它的的应用和发展越来越受到人们的重视，欠平衡钻井设备配套技术也相应地得到迅猛发展。在保护储层、防止井漏、雏持井壁稳定、快速进足等方面均不同程度地取得了优良效果。在欠平衡钻井作业中，设备是基础。优良、配套的设备装置是钻井作业顺利进行的保证。作者结合欠平衡钻井现场作业情况，较为系统地介绍了全套空气欠平衡钻井设备、装置的性能厦作用，并对欠平衡钻井钻井设备配套技术提出了认识。 主题词： 欠平衡钻井 旋转防喷器 液气分离器 浮力撇油罐 节流管汇 一、欠平衡钻井技术的作用及其优点 1、采用欠平衡钻井这种技术，在钻进过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制。欠平衡钻井有利于发现低压储层，避免对储层的损害，并且能够提高机械钻速，降低钻井费用，还可减少储层增产作业等。据美国调查结果表明，油公司对欠平衡钻井能够有效地减轻或避免储层伤害最感兴趣，而技术服务公司则更关注欠平衡钻井的高效率。 2、欠平衡钻井技术除了具有已认识到的优越性--提高钻井效率、降低钻井完井成本和提前产油气外，最近几年又认识到它具有以下两点主要优越性： 1）减轻地层伤害，提高产能。在进行欠平衡钻井作业时，井眼压力低于储层压力,有效地减轻或避免了地层伤害,明显地提高了井产能。在开发衰竭、低压等油藏以及采用水平井技术开发油田时，这一优势表现得最为突出。在水平井中，由于产层与钻井液和完井液接触面积大、时间长，地层伤害的可能性高，伤害程度也严重得多，从而降低了水平井产能，缩短了油田的经济寿命，使水平井的优势不能充分体现。如果合理运用欠平衡钻井技术，则可以克服这类问题，甚至可以避免难度大、成本高的增产作业。 2）及时发现地质异常情况和识别产层。在进行欠平衡钻井作业过程中，适时采集和解释数据有助于发现地质异常情况，避免复杂情况的发生；另外，通过监测产出流体，可以及早发现油气显示，适时评价油藏，有助于油公司更准确地描述油藏，优化开发方案，提高开发效率。 1995年，美国莫勒工程公司（Maurer Engineering Inc.）进行了一项普查，普查对象主要是一些对先进钻井技术感兴趣的公司。普查的一项内容是要求油公司及服务公司就欠平衡钻井技术优点的重要性进行排序,结果表明,油公司对这项技术能有效减轻或避免地层伤害最感兴趣。而服务公司更关注早已认识到的优越性即提高钻井效率。 3)欠平衡钻井可定义为，钻井作业时，将地层流体从有压力的油藏流到地面上来；与此同时，钻头上的流体静压头小于遇到的地层孔隙压力。这项新技术可使所用钻井时间最少，且事故隐患更少。欠平衡钻井能够增加含油储层的产值，产油量至少比普通过平衡钻井增加3倍，这项技术主要用于有井漏问题的油层、对液流敏感的油层、压力衰减的采油层、渗透率低且有腐蚀性的硬地层以及地热井。欠平衡钻井还可用于防止或补偿由于机械堵塞或页岩水化作用造成的井底渗透造破坏的井况，还能协助在硬岩层进行钻井，减少差压卡钻。总结欠平衡钻井技术的最大优点是： a.减少钻井事故（如井漏、转矩及阻力过大、差压卡钻等）。 b.很少造成钻井液流侵入地层的损害。 c.增加钻速，能使钻速增加1倍，而钻井时间减少一大半，延长钻头寿命。 d.边钻边发现油气显示，还可边试井、边产油。 e.经济效益和油藏开采寿命同期增加。 二、欠平衡钻井设备配套的现状 1、旋转防喷器。目前国内引进的大多是Williams7100型旋转防喷器，现场使用情况良好，得到油田用户认可，而且其结构比较简单，制造难度较低。其关键技术是可控压差旋转动密封（美国厂商必威体育官网网址技术）。另外，Williams公司还生产7000型、IP-1000型、8000型、9000型、9200型等旋转防喷器，其结构和工作原理与7100型相同。其中7100型包括旋转控制头总成、冷却润滑装置、遥控台和遥控防爆电源设备。旋转控制头总成的额定静压力为35Mpa,‘额定动压为17.5MPa。最近两年，大庆、辽河、青海、胜利和中原等油田先后都引进了美国Shaffer PCWD型旋转防喷器，其优点是： 1）具有一机二用即常规万能防喷器与旋转控制头合二为一的功能。无论是常规还是欠平衡钻井作业，可一次安装完成，不占用额外的安装调试时间，总高度的降低适用于各型底座钻机，解决了低底座钻机不能按API规范钻井的问题。 2）PCWD为主动式密封，具有胶芯磨损自动补偿、自动控制胶芯包紧钻杆及过接头时的松紧度功能，从而保持了良好的密封并延长了胶芯的使用寿命。 3）11通径可使各种钻头和工具通过，起下钻方便快捷。 4）PCWD可与顶驱钻机或转盘配合使用。 5）密封胶芯可封