充气控压钻井过程压力影响因素分析

常规钻井技术钻遇复杂地层时,钻井液安全密度窗口窄,钻井液性能可能发生剧变,压差卡钻、粘附卡钻、喷漏同层、上漏下喷和井壁垮塌等复杂问题经常发生,甚至导致钻井作业无法正常进行,增加诸多非钻井作业时间,使钻井周期和费用大幅度上升;充气控压钻井(MPD)作为一种新的钻井技术,能够降低甚至避免诸类钻井问题,结合环空多相流水力学模型,综合分析了钻井液排量、注气量、机械钻速、井口回压和井身结构等因素对MPD环空压力的影响,实现MPD环空及井底压力保持在一定的范围内准确、快速可调,从而提高钻井效率,降低作业成本.在不久的将来,控压钻井将会是一种更安全、更快、更有效的钻井技术.     

控压钻井技术探讨与展望

所有的现代油气井钻井技术均包含控压钻井技术,明确这一概念,对组织实施和研究发展这一技术至关重要。指出控压钻井技术的应用范围应包括过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井及自动(闭环)控压钻井。其中精细控压钻井技术是指在钻井过程中,能够精确控制井筒环空压力剖面、有效实现安全钻井的钻井技术。对不同控压钻井方式的定义分别进行了明确的阐述,分析了控压钻井技术的现状。从用途出发,将控压钻井技术分成了5级,这将有利于钻井施工的安全评估。对控压钻井技术下步发展方向提出了建议,并指出未来控压钻井技术发展的目标是在钻井过程中,能够自动随钻监测环空压力剖面,反馈至地面后能自动调整流量和回压等控制参数,实现环空压力的闭环监测与控制。     

控压钻井自动节流控制系统的研制与应用

控压钻井(以下简称MPD)技术是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的钻井程序。控压钻井的实现是依靠环空水力学模型根据环控井底压力计算井口目标套压,通过控制节流阀的开度的方式来达到控制井底压力的目的。本文从压力控制模型的推导,控制系统的设计,软件开发及硬件配套等方面阐述了实现控压钻井自动节流控制的方法。     

控压钻井技术研究与应用新进展

控压钻井技术是一种用于精确控制整个井筒环空压力剖面的自适应钻井程序,其目的是确保井底压力环境极限和控制环空水力压力剖面的一致性。控压钻井技术在解决地层压力衰减、窄密度窗口、高温高压等复杂油气藏钻井工程问题方面显示出极大的优越性。文章介绍了国外近5年控压钻井技术发展和应用情况以及国内近两年的现场应用情况（尤其是塔里木油田）。实践证明,控压钻井技术是解决复杂钻井问题的有效手段,为国内复杂地层的钻井工作提供了一种新方法。     

微流量控压钻井系统的研制与现场试验

微流量精细控压钻井技术是当今世界钻井前沿技术之一,主要是通过进出口流量的微小变化、随钻环空压力监测、地面自动节流调整及压力补偿等手段,实现环空压力的实时监测与精确控制。通过微流量精细控压钻井系统的研制和现场应用,完善微流量控压钻井设备配套并形成技术体系,现场试验主要是利用“微流量控压钻井系统”及时发现和处理井下复杂情况,减少井涌、井漏和降低钻井非生产时间等,提高钻井安全性和经济性,从而提高复杂地层的钻井作业效率。其现场成功实践为复杂地层钻进积累了经验。     

控压钻井多相流温度场预测

控压钻井钻遇储层产生气侵时,会使井筒内气液两相流在不同井深、温度条件下呈现出不同的流态,从而影响环空的压力分布。为此,基于井筒传热方程和能量方程,建立起了控压钻井井筒多相流温度场计算模型,并利用循环迭代法和数值分析法求解钻柱内和环空流体温度剖面。用实例分析其随循环时间、钻井液密度及钻井液排量增加而减小的规律;计算结果与PWD实测数据误差小于2.87%,能够满足控压钻井数据计算及现场施工需要。     

控压钻井装备及技术研究进展

控压钻井技术可有效解决窄窗口钻井过程中出现的喷、漏、塌、卡等多种复杂问题,而控压钻井需要使用一些先进的技术装备。为此介绍了国内、外控压钻井装备及技术现状,并说明了目前国内在控压钻井和技术方面取得的进步,但仍需不断提高控压钻井工艺技术水平,特别是提高地面压力控制装置、井口连续循环钻井装置、环空压力随钻测量装置等核心装备的工作可靠性、稳定性和精度,尽早实现控压钻井装备的国产化。最后指出,国内在控压钻井理论、设计、工艺和软件等方面取得一定成果,但需要进一步配合装备在现场应用中不断成熟和完善。     

精细控压钻井井底压力自动控制技术初探

控压钻井技术是当前油气钻井工程领域的前沿技术之一。钻井各个工况的井底压力须保持恒定,才能确保窄密度窗口复杂地层井段的安全、顺利钻进。为此,通过分析前人对各个工况井底压力计算的研究成果,提出了精细控压钻井井底压力计算模型,该模型的环空循环压耗计算包含了多相流动的重力压降、摩阻压降和加速度压降梯度。在塔里木盆地实施了1口井的精细控压钻井作业,用停泵工况由地面回压泵施加的回压值与计算值比较,最大误差为0.30 MPa,能满足工程实际需要,为今后精细控压钻井井底压力精确计算与控制提供了理论支撑。     

控压钻井泥浆帽设计方法研究

控压钻井可以较为精确地控制整个井筒环空压力剖面,能有效解决钻井过程中出现的井涌、井漏、井塌、卡钻等多种井下故障,但在起钻之后不能仅靠调整井口回压平衡地层压力,需要注入高密度泥浆帽。为满足控压钻井起钻泥浆帽注入过程中井底压力恒定,必须设计出合理的泥浆帽密度和高度。为此,基于起下钻过程中的井筒压力控制原理和控压钻井起下钻工艺,建立了控压钻井泥浆帽密度和高度的计算模型,提出了一种维持控压钻井起钻过程井底压力恒定的泥浆帽密度和高度的设计方法,并以塔里木油田某井为例评价分析了泥浆帽密度和高度对井口回压控制的影响,并指出设计泥浆帽密度和高度时应综合考虑各种因素,在泥浆帽注入和驱替过程中实时控制井口压力,以维持井底压力恒定。      

溢流环空压力峰值确定套管下深方法

目前套管下深设计主要考虑关井压力,但实际压井过程中,循环排气时的环空压力峰值高于关井时的环空压力。为保证溢流井控全过程不压漏地层以及减少地层压力不确定性对井控风险的影响,通过计算循环压井将溢流物循环排出井筒过程中环空压力变化,计算出环空压力峰值,建立其随溢流强度变化的图版,并提出根据溢流环空压力峰值对比地层破裂压力确定套管下入深度的方法。结合油田实例计算证明:该方法能够明确套管下深可应对的井涌强度,使地层压力不确定性可控,实现了套管下深精细设计。     

压力容器的最佳水压试验压力

借助于压力容器连接边缘应力集中截面的弹塑性特性曲线，分析了压力容器的强度贮备，据此提出了压力容器最佳水压试验压力的概念，并推导出了最佳水压试验压力的计算式。     

关于压力容器试验压力的考证

论述了压力容器压力试验的目的、试验的实质及温度修正的意义。指出内压试验时，对试验压力的温度修正应以弹性模量进行折算。讨论外压试验时，对试验压力的温度修正是必要的     

高压容器爆破压力的计算

通过对高压容器爆破压力计算方法的比较，在保证计算精度的前提下，提出了一种比较简便的计算方法，使相当繁琐的计算成为简单易解决的问题，为在工程设计中推行爆破失效准则做了探索工作。     

超高压圆筒试验压力的探讨

文章基于随机-模糊概率模型的可靠性设计理论与方法,从控制超高压圆筒爆破强度在耐压试验和正常操作时模糊可靠度范围的角度,对其试验压力和安全系数进行探索。结果表明:(1)可取爆破强度在耐压试验时的模糊可靠度为99.97091%~99.99992822%,在正常操作时的模糊可靠度范围为99.999%~99.999999864%;(2)基于模糊可靠度分析的抗拉安全系数可取nb大于等于2.50;(3)做耐压试验时,试验压力系数λ可取1.08~1.25。     

异常高压油藏油层内部压力梯度探讨

在整理异常高压油藏压力与深度关系曲线时，常常发现要么压力点子分散，以为是压力解释不准确所至。要么成直线关系的点子回归出的油层内压力梯度值非常高，甚至会远远超过上覆岩层重量所造成的梯度。本文应用流体静力学原理讨论了油层层内压力梯度，从理论上得出，同一压力系统的油层层内压力梯度只与地层条件下的流体密度有关。利用压力梯度曲线可以判断油层的连通性。     

套压降低法测泵口压力和井底流压

阐述了套压降低测泵口压力和井底流压的基本原理、测试方法以及相关的资料处理和计算方法。该测压方法不受现场条件的限制,具有显著的经济效益,易于在油田中推广应用。现场实际应用表明方法简单,并克服了油套环空泡沫段的影响,测试精度能满足现场应用要求。     

盖层突破压力及排替压力的求取方法

认为突破压力作为评价盖层的参数欠妥,为此对突被压力进行了时间和温度校正,求得地下岩石较为真实的排替压力;提出了盖层排替压力的求取方法。     

套损低压区压力界限研究

在深入调查分析大庆油田南二区西部套损特征的基础上，在该区建立了15个标桩测量点，对大地三雏形变进行监测，来研究地层形变与地层压力关系。根据实际地质参数，建立16km2、10400个节点的地质模型，对三维位移场进行了历史拟合和连续3年动态模拟计算，计算结果和实际监测数据一致。为此，分3个不同地质构造区块，即地层倾角大于产的开发区块、地层倾角小于产的开发区块以及断层密集分布（间距小于600m）开发区块，来确定在防止单井套管损坏条件下，套损低压区可恢复的地层压力界限表达式。该方法操作简单，便于动态管理。该方法在其它开发区块中应用后，经实践检验切实可行。     

异常高压分类及其释压后油气运聚过程

以异常高压与地层体系封闭是否有关作为划分依据，将异常压力划分为2种：假性异常高压和真性异常高压。它们在发育特征、形成机理和释压过程等方面都存在着很大的差异：假性异常压力是自身压力体系下正常的流体压力与另一个人为参照体系对比产生的，可在开放体系中形成，对地层压力有调节作用，在不同程度上影响压力系数的大小，并为油气开发提供持续驱动；真性异常高压就是我们传统意义上所说的异常高压，真性异常压力具备对储层的改造作用，而假性异常压力则不具备，但二者在一定条件下可以相互转化；假性异常高压具有压力调节和自拓释压通道2个特点；运移路径在真性异常压力释放过程中较之于运移趋势更具有实际意义。砂岩透镜体油气藏的成藏过程具有封闭充填和人为释压2种成因，表现为真性异常高压向假性异常高压的转化。     

中压加氢裂化装置高低压分离器改造

本文主要介绍燕山石化130万吨中压加氢裂化装置，针对 反应产物在高压空冷器工作条件下的凝点、粘度的上升，导致冬季生产时高压空冷器经常冻凝，高压空冷器传热系数下降，夏季无法保证冷后温度小于49℃的设计值。在增设了蒸汽加热盘管、百叶窗，解决冬季冻凝问题后。通过增设中温高低分部分，解决夏季生产时冷后温度偏高的问题，介绍流程的变化、操作参数的变化、投入使用的效果等进行阐述。