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。     

控压欠平衡钻井工艺实现方法与现场试验

控压钻井是国外新近发展起来的一项新的钻井技术,为解决复杂地层安全钻进问题提供了一个新方案,国内对其研究才刚刚起步,尚无可资借鉴的经验。为此,系统分析了欠平衡钻井技术与控压钻井技术的异同,比较分析了控压过平衡、近平衡与欠平衡钻井的工艺特征,提出了一套控压欠平衡钻井关键工艺的实现方法,包括：循环钻进、起下钻和接单根等不同工况的控压钻井程序,并在川中蓬莱9井进行了控压钻井欠平衡现场试验。结果表明：该项控压欠平衡钻井工艺技术能实现循环钻进、起下钻、接单根等工况的压力平稳衔接,钻进过程中压力误差值在0.2 MPa左右,起下钻、接单根过程压力误差在0.5 MPa左右,并且能实现“有控制”的边喷边钻。采用控压欠平衡钻井技术在保障井下安全、提高机械钻速的同时,还达到了有效发现储层的目的。     

欠平衡泥浆钻井井口回压控制技术

近些年来，欠平衡 井技术已经在国内外得到广泛的并取得了好很的经济效益和社会效益。我国有大量的适合欠平衡钻井的油田和地区， 平衡技术具有很好的发展前景。欠平稳钻井与常规泥浆钻井相比：一方面由于地层压力系数过低，钻井液和定井液漏入储层，造成油气藏重污染；     

欠平衡钻井井控注意事项

介绍了欠平衡钻井成为可能的特殊装置，解释了使用欠平衡钻井井技术时井控操作过程与常规井控不同的原因，及旋转密封的重要性；并提供了典型密封件磨损速度的测试数据和一种特殊井控的训练方法。     

欠平衡钻井技术的应用与认识

通过推广和应用,欠平衡钻井的技术优势和经济效益已得到充分的展现和广泛的认可,但对地质条件不同的层段需要采取相应的技术措施。文中对钻遇严重漏失、出液量过大的缝洞性油／气层,对钻遇出水、易坍塌的非目的层段等现场欠平衡作业的经验和效果进行了归纳和总结,并提出了进一步推广应用的建议,值得现场人员借鉴和参考。     

现代欠平衡钻井技术

欠平衡钻井是国际上９０年代初再次兴起的提高勘探开发效益的钻井新技术。我国在总结以往经验教训的基础上,近几年来在油、气田勘探开发方面已有一些单位进行了技术研究和现场试验,并取得了显著的效益。文中介绍了欠平衡钻井的基本概念、条件、优点;实现欠平衡钻井的主要方法、关键技术;欠平衡钻井主要装备及其作用;国内外欠平衡井现状和技术水平;并对四川油气田发展欠平衡钻井技术提出了几点建议。     

流体欠平衡钻井压力控制

对欠平衡钻井中的压力即欠压值的控制进行了研究和探讨,并对控制方法的理论依据进行了论述。认为在影响欠平衡钻井的钻井液静液柱压力、环空压耗、欠压值、井口回压、地层层力中,地层压力是首先要搞清楚的最基础的压力,最好先求出地层压力而不必急于进行欠平衡钻进,因为一切欠平衡的压力计算都是建立在这个基础压力之上的;再根据地层压力确定合理的欠压值,确定所用的钻井液密度。以最优的钻井成本,能实现最容易和最安全的钻井施工来衡量欠压值选得是否合理,举例介绍应用方法。     

欠平衡钻井技术及其应用与发展

着重介绍了欠平衡钻井的适用范围、关键技术、特殊工具、钻井工艺要求以及一些在古潜山大缝裂缝性储层中的应用实例,并对欠平衡钻井技术的发展进行了展望。这对国内进一步开展欠平衡钻井技术工作(特别是对于古潜山大缝裂缝性储层)具有一定的借鉴之处。     

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。     

欠平衡钻井井口回压控制理论与方法

以钻井环空多相非稳态流理论为基础,根据气-液两相流体在井筒流动过程中遵循的基本方程,利用有限差分的数值解法进行求解,刻划了井内流体的各种运动特性以及瞬态压力平衡关系,提出了利用井口回压对井内各流动参数进行控制,找出了井口回压和气体侵入量对井内各种流动参数的影响关系和规律,得出一些指导欠平衡钻井的有益的结论,对进一步深化和完善欠平衡钻井和井控理论研究以及现场应用具有重要的现实意义。     

欠平衡钻井液技术研究现状

综述了国内外欠平衡钻井液技术的研究发展概况、应用体系以及现场应用的要求,重点介绍了欠平衡钻井液的六种常用钻井液体系、欠平衡钻井液的选择依据和影响因素,以及欠平衡钻井液的关键技术,这对欠平衡钻井液技术的推广应用具有一定的现实意义。     

一种精细控压钻井流动模型的研究与应用

为了提高高温深井控压钻进时的环空压力剖面计算精度,实现井底压力精细控制,基于水力学、传热学和流变学基本理论,采用黏温特性室内试验、Drillbench商业软件对比、井下环空压力实测数据验证等方法,建立了高温深井控压钻井精细流动模型。该模型充分考虑了环空温度分布、钻井液黏温特性、高温高压下的钻井液密度等因素,实现了压力温度耦合计算。现场应用表明,该模型的计算精度相比普通模型有了一定提高,绝对误差仅为0.2 MPa左右,为高温深井压力敏感储层的井下压力计算和环空压力控制提供了更好的技术手段。      

气液两相流压降模型在欠平衡钻井中的应用

分别利用Hasan kabir和Ansari气液两相流压降模型，分析了欠平衡钻井过程中的井筒压降问题，建立了欠平衡钻井流型判别及压降计算的数学物理模型，并用FORTRAN90进行了编程计算，模拟了欠平衡钻井过程。通过分析井口回压、注气量以及注液量等欠平衡钻井参数发生变化对井底压力的影响，确定了欠平衡钻井井底压力控制方法。理论计算结果与实验数据对比分析表明，Hasan－Kabir预测压力的相对误差在10%以内，Ansari的相对误差在5%以内。因此，建议在欠平衡钻井设计中应用预测精度较高的Ansari方法。     

全尺寸实物欠平衡钻井模拟器

全尺寸欠平衡实物钻井模拟器是在PDS-1钻井模拟器的基础上增加了旋转密封头、气液分离器及相关仪器等硬件设施而研制出的全尺寸实物欠平衡钻井模拟器,该模拟器可以完成低密度欠平衡钻井、地面充气欠平衡钻井、气体钻井和泡沫流体欠平衡钻井演示和操作模拟,并进行欠平衡钻井的设计和计算。文章介绍了欠平衡模拟器的结构、工作原理,说明了欠平衡模拟器主控台与前端控制台和图形控制系统之间在Windows系统下实现通讯的主要技术和关键问题。     

川庆钻探工程公司精细控压钻井系统研发及应用

控压钻井技术是近年来发展起来的一项新技术,主要应用于窄安全密度窗口、不确定性压力系统地层的安全钻进。在国内外控压钻井技术发展基础上,基于智能化、信息化、集成化的钻井技术发展方向,采用分散集中控制思路,研发出一套自主知识产权的精细控压钻井系统,实现井筒压力闭环精细控制。该系统通过随钻实时监测井底及地面工程及设备参数,并进行分析及决策,实现井底压力的自动精确控制。该系统在南堡油田进行工业应用,开创了国内控压钻井技术工业应用的先河,解决了该区块奥陶潜山窄安全密度窗口地层恶性漏失、漏喷共存、难以钻达设计地质目标的难题,取得了显著效果。     

牛102井欠平衡泡沫水平井钻井技术

介绍了吐哈三塘湖油田牛102井利用泡沫流体以欠平衡钻井方式钻水平井段的钻井设计及施工情况.将欠平衡钻井、水平井钻井技术两种工艺相结合并且成功应用在牛102井.着重论述了水平井段欠平衡钻井负压差值的选择依据,以及泡沫流体各参数的设计方法.该项技术在牛102井的成功实践为今后同类条件油田的勘探开发提供了宝贵的经验和借鉴.     

徐深气田控压钻井技术研究

徐深气田深井钻井过程中地层坍塌、漏失、压差卡钻、钻井液安全密度窗口窄等问题越来越突出,严重制约了该地区的勘探开发进程,控制压力钻井技术是解决这些难题的有效技术手段之一,能减少井下复杂事故发生,保证安全钻进和减小储层损害。利用CT扫描、薄片分析等手段,评价了大庆徐深气田孔隙、裂缝发育特征,结合邻井压力测试资料,分析了该地区进行控制压力钻井的必要性和可行性,建立了环空有效压力当量钻井液密度控制方程,结合不同钻井作业方式对应的压力边界条件,得到了控压钻井全过程环空压力控制方法。为大庆及其它同类油田油气层保护、提高单井产能提供一条途径。