水平井恒压力梯度控压钻井新技术-钻采工艺.pdf

第４２卷　第３期 钻　　　采　　　工　　　艺 Ｖｏｌ４２　 Ｎｏ３ 　　　　　　　　　　　　　ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ·５· 钻井工艺 水平井恒压力梯度控压钻井新技术 郑冲涛，刘殿琛，韩烈祥 （中国石油集团川庆钻探公司钻采工程技术研究院） 　　郑冲涛等．水平井恒压力梯度控压钻井新技术．钻采工艺，２０１９，４２（３）：５－８ 摘　要：长水平段水平井钻井面临井眼清洁困难，经常遇到摩擦扭矩、起下钻摩阻大甚至卡钻等问题，在安全 密度窗口窄的地层钻进时由于井眼小、水平段长，当量循环密度还会引起裸眼延伸长度受到限制，所以，钻井中要 被迫下多层套管。Ｒｅｅｌｗｅｌｌ公司的一种全新的反循环钻井技术，可以从根本上解决这些矛盾，通过介绍和分析 ＲＤＭ技术原理、相关的钻井工具与钻井液、现场试验情况证实，可以在井筒保持静液柱压力而实现压力管理钻井； 钻柱浮力效应改善了水平段钻柱摩阻；管状上返液通道采用小排量就可以获得极佳的井眼清洁效果。 关键词：岩屑床；当量循环密度；控压钻井；反循环；长水平段；延伸极限；页岩气 ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００６－７６８Ｘ．２０１９．０３．０２ 　　近年来，窄压力窗口钻井问题越来越突出。一 力为一恒定的压力梯度剖面，而不是仅仅控制某一 方面，钻探深层优质气层、凝析油层过程中地层对压 井深点的压力恒定。此外，这种控压钻井新方法可 力敏感，受当量循环密度（ＥＣＤ）变化影响，频繁出 以以较低排量达到有效净化井眼的目的，并且通过 现井涌、井漏或喷漏同存，钻遇多个层位还需要增加 组合使用两套钻井液体系增大施加给钻柱的浮力而 更多套管层次才能钻达设计井深。另一方面，处于 降低了水平井钻井摩阻扭矩，并且通过降低参与循 对少井高产的追求，更多井采用长段水平段、大位移 环的钻井液密度实现了节能钻井。 水平井技术来开发。储层水平段钻井中，ＥＣＤ导致 水平段两端可能出现坍塌与井漏或井涌与井漏同时 发生，即使是页岩气水平井也会面临面临严重的井 下复杂。除此之外，水平井钻井井眼净化困难、摩阻 扭矩大，严重影响了钻井效率和效益［１］。因此，迫 切需要一种钻井新方法来突破ＥＣＤ的限制，实现安 全、高效地钻井。 一、Ｒｅｅｌｗｅｌｌ钻井技术原理 Ｒｅｅｌｗｅｌｌ钻井公司发明了一种钻井方法—Ｒｅｅｌ ［２］ ＷｅｌｌＤｒｉｌｌｉｎｇＭｅｔｈｏｄ（简称ＲＤＭ） 为应对上述挑战 提供了一种全新的解决方案（如图１），通过双层管 （双壁钻杆）提供了可以在钻杆内独立循环的通道， 图１　Ｒｅｅｌｗｅｌｌ钻井技术（ＲＤＭ）原理图 而裸眼中可实现全过程“恒压力梯度钻井”，使井眼 １．系统构成 环空始终在一个稳定的压力梯度剖面下钻井，这种 地面管汇控制撬（图２）是钻井液流程的关键控 钻井方法类似于控压钻井，但又不同于控压钻井，它 制装备。该撬包括管汇、阀门及压力、温度、微流量 是将平衡地层压力的钻井液与参与循环的钻井液分 传感器，可监控泵入及返出流体的压力、流量和温 为两个独立的压力系统进行管理，从而保持井筒压 度，用于判断井底压力的平衡状态。 收稿日期：２０１８－１０－１９；修回日期：２０１９－０３－１８ 作者简介：郑冲涛，女，大学本科，高级工程师，长期从事石油机械方面的科研工作。地址：（６１８３００）四川省广汉市中山大道南二段８８号 川庆钻探钻采工程技术研究院，电话：０８３８－５１５１３４４，Ｅｍａｉｌ：ｚｈｅｎｇｃｈｇｔ＿ｓｃ＠ｃｎｐｃ．ｃｏｍ．ｃｎ 钻　　　采　　　工　　　艺 ２０１９年５月 ·６·