复杂深井钻井技术及应用(技术攻关系列丛书)3.doc

第三节 控压钻井技术 一、控压钻井技术原理 控压钻井MPD）是在欠平衡钻井基础上发展起来的它利用了欠平衡钻井的思想、方法和装备，采用确保安全的微欠、微过平衡模式，即在钻进过程中控制微欠平衡，起下钻过程中控制微过平衡，从而有效地控制井内压力，提高窄安全窗口、高压高产气井、高风险气井等复杂条件下的钻井安全性和钻井效益，是欠平衡钻井技术的特殊应用，解决窄安全窗口缝洞性油气藏安全钻井的技术。 技术核心－－将井底压力控制在合理范围内技术思路－－压井原理控制方法－－密度（性能）、排量、套压控制手段－－欠平衡装备技术特点－－针对性、多样性 控压钻井技术在钻进过程中微欠平衡，可以充分暴露和发现油气，同时也可控制进入井内的有毒有害气体在可接收的范围在起下钻过程中微过平衡，可以避免使用不压井起下钻装置带来的问题，也可控制钻井液漏失在可接收的范围。防喷、制漏、保护储层和井控安全。 塔中的储层为奥陶系礁滩复合体，高渗孔隙，偶然有微小裂缝和微小溶孔存在，属于典型的压力敏感性地层，适合于使用控压钻井MPD）技术。在塔里木油田压力敏感性地层实施控压钻井技术，除了准确掌握地层压力系统这难题外，还需要三项核心技术作保障： 钻进过程中的微欠平衡控制方法 起下钻过程中的微过平衡控制方法 保证安全的井控方法 1、钻进过程中的微欠平衡控制方法控压钻井技术在钻进过程中的微欠平衡，表现形式为边喷边钻，可以充分暴露和发现油气，同时也可控制进入井内的有毒有害气体在可的范围。能够形成微欠平衡的压力控制方法很多，如注气、变排量、变密度、变套压等。由于塔里木油田压力敏感性地层压力一般在1.2左右，因此，采用改变套压进行压力控制的方法是最简单可行的。 变套压的压力控制方法一般按如图过程进行。 图微欠平衡控制方法常规控压钻井技术通过改变钻井液密度、钻井液流变性、返速、节流阀回压实现井底压力调节，以适应窄窗口复杂漏喷安全钻井的。常规控压钻井技术的最大问题是当接单根立根以及起下钻过程中钻井液停止循环时，循环压耗消失，使井底压力，发生喷事故。注气控压钻井技术是在常规控压钻井技术之上发展起来的。循环时注气，减少液柱压力以抵消循环压耗；停止循环时停止注气则压力恢复，从而能更好地适用于窄窗口、甚至零窗口的安全钻井。2、起下钻过程中的微过平衡控制方法 对于敏感性地层，由于安全密度窗口窄，经常出现井漏溢流情况。在深井条件下，密度控制的微小变化性能控制的微小波动循环过程中的动态效应，都有可能引起井底压力的较大变化，导致井漏溢流频繁发生。 安全起下钻最大的问题是井下环空液面的准确判断。如果能够准确判断井下环空液面高度，就可以通过调整灌入钻井液量和灌入钻井液的密度，使井内压力处于动平衡状态中，确保起下钻、电测作业的井控安全。如果不能够准确判断井下环空液面高度，在起下钻、电测作业过程中盲目灌浆，不但会消耗大量的钻井液，还可能诱发溢流，导致复杂事故，严重影响起下钻、电测作业的井控安全。 生产实践表明，对于敏感性地层迫切需要一双井下观察的眼睛准确掌握井下液面的高度和变化情况保证井控安全避免起下钻盲目灌浆，节约钻井液，减少复杂处理时间。保证电测的安全性，进行放射性、成像、常规全套电测。为试油起下管柱更换管柱下油管提供便利井控安全。 井下液面探测系统LLT）可以满足上述要求。起下钻作业和测井作业均根据液面监测结果，现场作业人员调整灌钻井液量，非常容易地控制井筒内的液柱压力，防止地层流体进入井筒，既保证了起下钻过程中井控安全，也解决了测井作业的井控问题，又节约了大量的钻井液，现场作业人员给与了高度评价。 3安全有效的井控方法 控压钻井技术在微欠平衡与微过平衡转换、钻进和起下钻时发生溢流等情况都需要进行压井作业，需安全有效的井控方法。适用于压力敏感性地层的压回法、重泥浆帽法等压井方法可以解决这个问题。 塔里木油田塔中62井区的油藏为碳酸岩缝洞性油气藏，储层地层压力敏感，安全密度窗口窄，易发生喷、漏事故，并且井内含有H2S，会对钻井施工造成很大风险针对这种情况，为了能够在保护储层的前提下，安全的实施钻井作业，塔里木油田引入了注气控压钻井，并将其应用在塔中62－27井，该井自2006年7月9起开始进行控压钻井， 7月21日控压钻井作业完毕，共进尺141.20m。 地质概况 塔中62－27井位于塔里木盆地中央隆起塔中低凸起塔中I号断裂坡折构造带塔中62岩性圈闭， 图 塔中62－27井构造平面图 从图可以看出，塔中62-27井与塔中621、塔中622和塔中62-1等井相邻，因此，这几口井的资料塔中62-27井。 塔中62-27井滚动开发主要钻井目的是落实塔中62奥陶系生物礁滩地层圈闭西南部的含油气性，为塔中62奥陶系生物礁滩凝析气藏高效开发试验区正式开发方案编制提供依据。设计井深4957m完钻层位奥陶系完钻原则进入上