全过程欠平衡钻井讲稿.ppt

全过程欠平衡钻井 陈永明 ●主要构成 ●井下套管阀安装 管线束包括两条独立的压力管线。 第一条管线用于传递压力打开套管阀。 第二条管线用于传递压力关闭套管阀。 经特殊设计，用于保护管线束和将其卡在套管上 固定位于套管顶部及套管阀正上方的管线束的末端。 用来通过管线束将操作压力施加在套管阀上。 * 提 纲 一、全过程欠平衡钻井概念 二、不压井作业方法 三、套管阀及其工作原理 四、不压井作业压力控制原理 五、不压井作业应考虑的问题 六、结语 什么叫全过程欠平衡钻井? 国内开发部门首先提出了“全过程欠平衡钻井”的概念，这一概念来自于“全过程油气层保护”概念的类比。 所谓全过程欠平衡钻井指的是从钻开油气层直到完井交井都要实现欠平衡。 全过程欠平衡钻井指的就是欠平衡钻井(Underbalaned drilling)和欠平衡完井(Underbalanced completion)，国外虽然没有全过程欠平衡钻井的概念，但有欠平衡完井、欠平衡作业(Underbalanced operation)的概念，意义差不多。 一、概念 从本质上看不压井作业是核心，不压井作业包括： 不压井起下钻 不压井测井 不压井下入筛管或尾管 不压井下入完井管柱等 除非在不压井起下管柱时，井仍然生产或流动（这只在气体、雾化、泡沫钻井中实行），否则在关井状态下是很难实现欠平衡条件的，因此不压井作业的叫法更合理。 一、概念 上顶力 井口压力会给井内的管柱施加一个向上的力。 二、不压井作业方法 式中： F—上顶力，kN； pa—井口套压，MPa； d—管柱接头或接箍外径，mm。 二、不压井作业方法 “管轻 ” 起钻后期，随着管柱重量的减轻，管柱的浮重不足以克服井压造成的上顶力，如果不采用强行起下钻装置给井内管柱施加向下的压力，管柱将被顶出井外。这种现象国外叫“管轻（Pipe light）”。 “管重 ” 管柱浮重大于上顶力叫“管重(Pipe weight)”。 二、不压井作业方法 过胶芯起下钻 在管重状况下，通过旋转控制头或旋转防喷器胶芯密封井口，可以将管柱起出来，这种作业方式叫过胶芯起下钻（Stripping）。 低气油比或低产井，井口压力不高，可以过胶芯起下整个管柱。 二、不压井作业方法 强行起下钻 在管轻状况下，必须使用强行起下钻装置才能起下管柱，这种作业叫强行起下钻（Snubbing）。 通常起钻前期采用过胶芯起钻，当快发生管轻时装上强行起下钻装置进行强行起钻作业。 二、不压井作业方法 井下隔离 井下隔离法随技术套管下入一个套管阀，套管阀可以通过控制管线进行打开和关闭。 当管柱在套管阀之下时，套管阀处于开位，这时需采用过胶芯起下钻。 当管柱位于套管阀之上时，套管阀处于关位，这时井下已被隔离，可以敞开井口起下钻。 二、不压井作业方法 下钻时，按常规方法下钻至阀板上部，关井口防喷器，操作地面控制装置打开阀板，钻具可以带压下入井底，继续欠平衡钻进。 需要起钻时，带压起钻至阀板上部，操作地面控制装置将阀关闭，这样井内压力被隔绝在阀下面，敞开井口，按常规方法起钻。 二、不压井作业方法 比较 过胶芯起下钻和强行起下钻方法，都是在井口用胶芯进行隔离，其不足之处是起下不规则底部钻具组合时要用多个防喷器交替使用才能完成，作业程序非常复杂。如果不规则钻具长度大于防喷器之间的高度，则无法进行作业。对于带孔的筛管，胶芯密封更是无法胜任。 套管阀的下深大于管轻的深度，不需要强压装置，减少了带压作业的时间，提高了不下井起下钻的效率。另外，因带压作业的时间减少，井口压力也相应要低些。 井下隔离系统是井下隔离法全过程欠平衡钻井技术的一种主要工具。 三、套管阀及其工作原理 套管阀主体 地面控制装置 管线束 井口 套管悬挂器 通向套管阀的管线束 定位反旋转销钉 通向控制设备的管线束 锁紧螺栓 供压管线束 套管头安装部件 套管悬挂短节 拼接短节 张开锁定工具 1、将井下套管阀连同套管下至预先设计的深度，该深度应在钻具发生失重位置以下。 2、打开套管阀 4、将钻具下入井眼，钻穿水泥塞，钻入地层。 注：阀一旦打开，套管阀可为钻具提供充分的井眼通道 。 3、将插入式固井工具下到阀板以下固井。 永久式安装 管线束 套管阀及管线束随技术套管下入到一定深度，并与技术套管一起封固在井底。 ◆安装方式 旋转防喷器密封井口，将钻具带压起至套管阀以上 关闭套管阀，泄掉套管阀以上的套压 按常规作业方式，从井中起出钻柱 ●工作过程 ◆起 钻 按常规作业方式，将钻柱下至套管阀以上。 关闸板防喷器，增井压至压力相当可打开套管阀为止。 打开套管阀 将井口压力降至安全流动压力。 打开闸板防喷器，关旋转防喷器