基于RMR系统的气侵工况下井底压力控制

为了更有效地控制钻井过程中的井底压力,确保钻井安全,以气液两相流理论为基础,建立了无隔水管海底泵举升(riserless mud recovery,RMR)系统在气侵工况下的井底压力计算模型。提出了3种流量调节方法,对流量调节后的井底压力变化过程进行了动态模拟。结果表明:调节循环流量为30、40、50 L/s时,15 min时刻井底压力下降幅度分别为0.62、1.37、1.70 MPa;调节海底泵出口流量至17、20、23 L/s时,地层压力分别在10、11、14 min时刻得到平衡;增大钻井泵出口流量至32 L/s,调节海底泵出口流量为26、27 L/s时,地层压力分别在13.1、14.0 min时刻得到平衡。通过对数据进行拟合,得到了循环流量和海底泵出口流量与井底压力之间的关系方程,并形成了RMR系统在气侵工况下控制井底压力时的流量调节方法。

无隔水管海底泵举升系统井底压力计算与分析

在无隔水管海底泵举升系统(riserless mud recovery system,RMR)钻井中,当钻井泵停止工作时,可能会发生U型管效应,而U型管效应的发生势必会导致井底压力处于不平衡状,发生溢流的概率将大大增加。为了能够在U型管效应发生期间,对井底压力进行控制,保持井眼稳定,通过建立RMR系统在停泵工况下的U型管效应环空返速数学模型,对RMR系统在该期间的环空返速和井底压力变化进行了模拟,分析了在恒定井底压力下海底泵入口压力和海底泵出口流量的变化规律。结果表明:海底泵入口流量越小,可调区间越大;钻井泵停泵前流量越大,维持井底压力恒定下的时间越短,钻井泵停泵前27、32、37、42 L/s时流量可调的截止时间分别为21、19、18、16 min。形成了适用于RMR系统在该期间进行井底压力控制的流量调节方法,为实际作业时的井控方法和操作提供了理论指导。

国外控制压力钻井工艺技术

控制压力钻井(Managed pressure drilling)是一项先进钻井工艺,通过对井底压力的有效控制,可以解决孔隙压力和破裂压力窗口较窄地层钻进中的诸多钻井复杂情况。文章主要介绍了控制压力钻井定义、与欠平衡钻井的区别、不同控制压力钻井工艺,包括井底压力恒定的控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度控压钻井以及国外该项技术的应用实例。

控制压力钻井在沙特气田的应用

控制压力钻井(Managed Pressure Drilling)在国际上得到了广泛的应用,其原理是通过控制井口回压控制井底压力,从而达到整体控制钻井过程的目的。这种钻井工艺可以解决复杂地质问题造成的影响,避免发生井涌与井漏,尤其对钻井液密度窗口小的地层优势更为突出。介绍了控制压力钻井的一种——恒定井底压力钻井的原理、优点、主要设备。在沙特气田的现场应用表明,恒定井底压力钻井技术可以保持当量循环密度在动态和静态时恒定,缩短了作业时间,减少了对储层的损害。

准噶尔盆地征10井超深井钻井关键技术

准噶尔盆地清水河组以深地层不确定因素多、可钻性差、压力体系复杂等问题,严重制约了下组合深探井的勘探开发进程。为此,分析了该盆地征10井深部不同地层的钻井工程难点,开展了井身结构优化设计、异型齿PDC钻头研制、高效井壁稳定钻井液及恒定井底压力钻井等关键技术研究。研究结果表明:形成的下组合深探井配套技术首次在征10井中创造了准噶尔盆地最深钻井(7802 m)的纪录;屋脊齿PDC钻头配套具有长寿命的等壁厚螺杆钻具复合钻井施工,实现了准噶尔盆地腹部深层钻井提速;合成基钻井液能够有效减少因滤液作用造成水敏性地层水化膨胀产生的掉块,是解决准中目的层段井壁失稳、保证井眼质量的首选。研究结果对复杂超深井的钻井提速提效具有重要的指导意义。

控压钻井技术在TP××井的应用实践

控压钻井的概念由美国Wetherford公司在2004年举行的SPE/IADC钻井会议上首次提出[1],目前国内尚处于起步阶段。文章主要介绍控压钻井技术理论研究、科学计算与现场施工,通过准确控制回压值,中原油田在TP××井取得了窄密度窗口下水平井控压钻井成功,积累了深水平井控压钻井施工经验,供业内及研究人员参考。

控压钻井技术在漏涌同存地层的应用

为了解决某油田活跃沥青层造成钻井复杂情况的难题,在A井、C井分别应用了恒定井底压力控压钻井技术和加压泥浆帽控压钻井技术,对控压钻进、控压接立柱时的回压施加方式和井底压力变化、加压泥浆帽钻进的施工工艺进行了介绍。通过对施工工艺的描述,分析了气侵对钻井液密度和井底压力的影响,对加压泥浆帽施工过程中的参数变化、现象进行了分析和判断;根据施工参数分析和温度测井结果解释,分析了漏失层层位;结合地质研究成果和沥青层地层压力测试数据,分析了沥青层的成因和沥青层压力,总结了解决沥青侵造成复杂的3种方案。这为下一步的施工提供了经验,指出了需要研究的方向。

控压钻井技术、设备与应用

在大多数钻井作业中,大量经费用于解决钻井相关的问题,包括卡钻、井漏和过高的泥浆成本。为了降低这类问题所引起的非生产时间(NPT)百分比,其目的是控制环空压力损失,特别是在因孔隙压力和破裂压力梯度太靠近而被称为窄安全密度窗口,如果我们能够解决这个问题,钻探井花费将下降,从而使以前认为难以钻进的窄安全密度窗口井也可以实现钻井。控压钻井(MPD)是一种新技术,它通过控制环空压力损失使我们能够克服这些类型的钻井问题。由于石油行业对这项技术了解程度还不够深入,文章讲述了控压钻井技术原理,并着重描述在钻井中应用的巨大优势。

连续循环阀气体钻井技术及其现场试验

目前气体钻井面临大出水地层生产时效低,中断循环后可能引起井壁垮塌、卡钻等井下复杂,充气钻井井底压力波动大、井控风险高等问题。为此,介绍了新研制的一种基于连续循环阀的钻井系统的技术原理以及现场试验情况。该系统主要由连续循环阀和地面控制系统两个部分组成,钻进中将连续循环阀接在钻杆上,接单根、起下钻时,通过连续循环控制系统切换循环通路,实现井下连续循环。在宁211井氮气钻井和月005-H1井充气钻井2口井现场试验的结果表明,接单根作业井底压力恒定,缩短了重新建立正常循环的时间,实现了接单根和起钻作业过程中的连续循环,初步证实了连续循环系统的可靠性与工艺的可行性。连续循环钻井技术在充气钻井过程中的试验成功,标志着该项技术从单一循环介质迈向了两相循环介质的新台阶,可为钻井液条件下的欠平衡井、窄密度窗口井、大位移井、长段水平井安全高效钻井提供新的技术手段。

动态欠平衡钻井技术

欠平衡钻井技术能降低对储层的伤害,提高机械钻速,但在许多情况下不能使用。动态欠平衡钻井技术基于质量、能量守恒定律,通过对钻头喷嘴进行特殊设计,在钻头底部及其周围产生欠平衡,而井眼其他部分处于过平衡状态。因此,