MPD技术及其在钻井中的应用

MPD(Managed Pressure Drilling)即控制压力钻井是在国外得到应用的一种先进技术。该技术能够解决复杂地层钻井所出现的复杂问题,如由漏失造成的钻井液费用过高、压差卡钻、井控问题,以及在狭窄压力窗口下钻进时可能发生的涌-漏现象等等,以提高钻井效率、降低钻井成本。

控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比

深井、复杂井目前主要面对的钻井难题是如何在窄钻井液密度窗口中安全钻进,而控制压力钻井技术则可以解决上述难题。控制压力钻井主要包含控压钻井(Managed Pressure Drilling,缩写为MPD)技术与微流量控制(Mi-cro-Flux Control,缩写为MFC)钻井技术。为促进国内引进、吸收、应用以上新技术,从钻井技术原理和钻井设备及特点这两个方面,将MPD与MFC进行了详细对比。结论认为:①MPD可以精确控制井底压力,实现平衡或近平衡钻井,设计的钻井液密度低于常规钻井液密度,当循环钻进时需要通过液柱压力与循环压耗来平衡地层压力,当停止循环时井底压力则为液柱压力与回压之和,需要回压来弥补循环压耗以达到平衡状态;②MFC是在MPD基础上研制出来的一种新钻井技术,它不仅满足了MPD技术的核心功能,而且还拥有了自己独特的技术特点——微流量(微进口流量和微出口流量)控制,能探测到早期的侵入与漏失,更精确地预见和控制有关事故的发生;③与MPD相比,MFC能探测到更小的井内总体流量的波动范围;④国内有必要尽快引进和吸收以上先进技术,用以提高钻井技术水平和解决窄钻井液密度窗口安全钻进问题。

川东北优快钻井技术

川东北地区存在陆相地层可钻性差、高陡构造井斜严重,地层岩性变化大、压力系统复杂、易塌、易漏,"高压、高产、高含硫"勘探风险大等世界级钻井技术难题,造成的钻井复杂情况多、机械钻速慢、钻井周期长。围绕"钻井提速"这一主线,以开发与应用新工艺、新工具提高南方复杂深井钻井速度为目的,从气体钻井和垂直钻井设备引进配套和研发入手,结合已有的欠平衡钻井技术、控压降密度钻井与复合钻井技术,综合应用多种钻井技术全面提高川东北复杂深井钻井速度及井身质量,通过室内实验研究、单项技术试验和综合技术集成,形成了适应川东北地区地层特点的复杂深井优快钻井新技术体系,钻井速度大幅提高,钻井周期大幅缩短,推广应用取得了显著技术经济效益。

简易控压方法及现场试验

华北油田部分区域在钻井过程中出现钻井液高密度时溢流、低密度时漏失以及地层压力窗口不稳定等现象,给井筒安全带来了不稳定因素。通过控压钻井技术可以有效降低这种情况带来的井控风险,但精细控压设备要求高、作业成本高,现场可实施性较低。研究了一种简易控压钻井技术,该技术在保留控压核心功能的基础上,简化了节流管汇等设备,有效降低了应用成本,有利于现场应用和推广。现场应用表明:简易控压钻井技术能够实现控压钻井的目的,发生溢流时增加井口回压,从而快速提高井底压力、缓解溢流,防止了井控升级;同时在降低井控安全风险的前提下,通过采用低密度钻井液钻进,实现提高机械钻速的效果。

利用液位探测仪在宝001-1井泥浆帽控压钻井试验

宝001-1井,设计井深4 369 m,目的层是长兴组。该井在钻至井深2 030.98 m(须家河地层)发现井漏有进无出。随后在堵漏、钻井过程中又出现垮塌卡钻、溢流的严重复杂局面。针对这种特殊的复杂情况,通过综合分析,采用液位探测仪监测井下液面变化,泥浆盖帽施工工艺控制液面高度变化,保持井筒上部泥浆帽高度和性能稳定,从而维持井眼的稳定;下部使用清水强钻循环携砂的方法成功钻至固井井深。从而实现安全、快速、低成本的钻井施工,并总结探索出一套对付川东漏、喷、塌同存的钻井工艺技术。

水平井低压油层施工的技术适应性分析

目前适用于低压层钻进的钻井液技术有可循环微泡沫钻井液、可循环玻璃微珠钻井液、低密度油基钻井液等低密度钻井液以及精细控压钻井技术等。通过水平井低压油层施工的适应性分析,精细控压钻井技术较低密度钻井液体系在满足低压油层防漏、水平井施工以及环保方面具有明显优势。