压力泥浆帽钻井技术.ppt

压力泥浆帽钻井技术概况 钻井过程中当钻遇到大延伸裂缝会导致严重的井漏、井涌同时出现，即又漏又喷。采用堵漏技术进行堵漏作业时一方面浪费大量的钻机作业时间，另一方面浪费了大量的堵漏材料费用，而且成功率低，无法保证可以将裂缝堵住继续钻进。而在这种地质条件下采用欠平衡钻井技术从理论上是可行的，但是实际上由于钻穿多层多产而高产的储层后，进入井筒的油气量大，一方面造成井口产生过高的压力而难于控制甚至无法控制，另一方面地面无法进行钻井液与原油的分离。同时，如果出现硫化氢则更无法控制。在这种情况下，常规的钻井堵漏技术和欠平衡钻井技术都无法解决既不井漏又不井涌的问题，人们想到了允许井漏但不允许井涌而且避免因此而停工的办法，即压力泥浆帽钻井技术也称边漏边钻钻井技术。 泥浆帽钻井技术特点 1、钻井时，向环空中泵入高粘钻井液（泥浆帽），而此时环空关闭。向钻柱中泵入水等轻质钻井液并让它进入裂缝，允许在较低的环空压力下继续钻进。泥浆帽被用于钻穿多裂缝性地层，井下情况复杂，因此套管应当下入到裂缝层顶部，以便进行关井、压井作业，并防卡、防塌、避免上部井眼出现问题。 2、当在使用流钻方法钻裂缝层出现大量泥浆漏失和或高的环空压力时，泥浆帽钻井技术就作为一种应急规划。这可能导致不同压力的裂缝体系被连通。 3、钻含酸气的裂缝层，能消除常规欠平衡钻井时H2S气体流到地面。 4、当井底温度比井下工具的额定使用温度高时，用泥浆帽钻井技术，钻井流体不返回环空，降低了井底循环温度。 5、因为钻井液不返出，因此需要大量的水或盐水。因此尽量选用较小尺寸的井眼，以减少淡水或盐水的需要。 盲钻与泥浆帽钻井技术对比 盲钻和压力泥浆帽钻井都是损失循环液钻井的一种形式，既有相同点又有不同点。 压力泥浆帽钻井工艺技术要点 1、确定油藏压力：在计划实施之前，必须计算油藏的孔隙压力。油藏压力还可以在第一次遇到裂缝时，通过计算关井立管压力或者测量环空流体液面直接计算出来。 2、确定环空“泥浆帽”流体密度:泥浆帽流体所需要的密度应依据油层孔隙压力来确定,而且它还决定于是否需要保持环空流体或泥浆帽泥浆继续下漏,是否需要最大限度减少泥浆帽漏入地层。当需要使漏入地层中的泥浆帽降至最低时,也就是泥浆帽底部正好在第一个漏层上方且与漏层最近，就用压力“泥浆帽”。泥浆帽通过保持环空流体的平均密度低于地层压力得到,同时维持与地面的压差值不变，用数学式简单地表示为: 3、计算立管注入压力 ⑴静态立管压力可以用下面的方程来计算: Ps=Pp-Pmcd 式中:Ps是静态立管压力,它是钻柱与 环空之间的压差，单位Mpa。 ⑶计算环空注入压力 动态套管注入压力等于套压加上环空沿程压力损耗和裂缝的沿程压力消耗，其他同（2）。 计算公式: Paj=Pc+△Pan+△Pf 或 Paj=Pp-Pmcd+△Pan+△Pf 式中： Paj是动态套管注入压力,单位Mpa； Pan是环空沿程压力损耗,单位Mpa。 4、计算钻杆注入体积 5、计算环空注入体积 理想的帽泥浆必须满足的要求 1、对储层不造成损害； 2、与储层原油、水或钻井液混合不会形成具有损害作用或阻碍作用的乳化沉淀； 3、具有高触变性。是为了使帽泥浆最小程度地与油藏流体混合并防止油气向上运移； 4、地面容易配置； 5、在钻进、起下钻和其它作业过程中，根据要求的密度变化可以快速加重； 6、经济而不昂贵。 钻井液应具备的要求 用于泥浆帽作业的钻井液大量漏入地层，因为要求以一定的排量来清洗井眼、冷却钻头和进行MWD作业。因此钻井液必须具有： 1、一定密度，以便在不超过泵功率的情况下立管注入压力能够克服地层附加的摩擦压力损失； 2、与帽泥浆相容； 3、地面容易配置，储存量大，成本低。 1、地面装置配备 防喷器装置 基本上与常规钻井相同，一般选用一级井口装置。防喷器组、井口装置和套管所能承受的最大压力应设计为等于或大于液体欠平衡钻井时的最大关井压力。最大关井压力由预计复杂情况下的环空井底压力与油藏压力的差值确定，并且正确的选择防喷器装置次序，安装好后要经过严格的试压试运转。如果在含硫化氢的情况下，井控设备就必须有严格的防硫化氢能力。 旋转控制设备 应根据设计的井口压力选择旋转控制设备，一般选择高压的旋转控制头。泥浆帽钻井中用旋转控制设备通常是保证在一定的关井压力下，封闭环空，允许钻杆旋转和下入或起出井眼。如果地面压力接近旋转控制头的额定值，通常关闭闸板防喷器，并向环空中注入流体直到地面压力在可接受的范围以内。特别强调的是旋转控制装置是保障设备、井眼和钻井人员的最后