高温高压小井眼水平井环空ECD综合计算模型

精确计算井筒环空ECD是钻进参数设计及安全、高效钻进的基础。为了提高其计算精度,基于高温高压下钻井液流变性测试数据,结合多元非线性回归获取钻井液密度和流变参数计算模型。通过耦合钻井液密度和流变参数回归模型与井筒传热模型,建立高温高压小井眼水平井环空ECD综合计算模型。与实测PWD数据相比,该模型平均相对误差为0.72%。研究表明,在计算高温高压小井眼水平井环空ECD时,温度和压力对钻井液密度和流变参数影响不可忽略。在钻进过程中,随着钻井液循环时间的增加,下部井段环空温度不断降低,钻井液密度与稠度系数逐渐增加,环空压耗与ECD不断增加。温度梯度和钻井液排量通过影响环空温度分布,进而影响环空ECD。地温梯度越高,环空温度越高,环空ECD越小;钻井液排量越大,环空温度越低,环空ECD越大。钻柱转速、环空尺寸和接头尺寸是影响环空ECD的重要因素。随着钻柱转速增加,环空压耗增大,进而导致环空ECD增加,但增加幅度逐渐减小;接头尺寸越大,对应的环空尺寸越小,环空压耗越大,进而导致环空ECD越大。研究结果为高温高压地层小井眼水平井的安全、高效钻进提供理论基础。

海上高温高压井环空ECD精细预测模型

为了准确预测高温高压井环空ECD,基于高温高压下钻井液流变性测试数据,利用多元非线性回归得到了钻井液密度和流变参数计算模型。通过将钻井液密度和流变参数计算模型与井筒传热模型耦合,建立高温高压井环空ECD精细预测模型。相比Drillbench软件计算结果,该模型更接近于实测PWD数据,误差更小。实例井计算结果表明,循环钻进过程中,下部环空温度不断降低,钻井液密度和稠度系数受温度影响不断增加,导致环空ECD不断增加;钻井液排量与地温梯度是影响环空ECD分布的关键因素,排量越大,环空压耗越大,进而环空ECD也越大;地温梯度直接影响环空温度分布,地温梯度的增加将导致环空ECD的不断降低。

裂缝性储层控压钻井技术及应用

裂缝性储层油气含量丰富,但安全密度窗口窄,钻进时经常出现井下复杂情况,导致储层伤害。文中介绍了裂缝性储层采用常规钻井技术钻进的局限性;讨论了控压钻井技术解决由窄密度窗口引起井下复杂等问题的优势,建立了控压钻井环空压力计算模型;并以某区块×3井为例,讨论控压钻井技术在裂缝性储层钻井中的应用,以及与同区块其他钻井方式钻井情况的对比。研究表明:与其他钻井方式相比,控压钻井技术在钻进中可及时发现井涌、井漏,精确控制环空压力剖面和循环当量密度(ECD),大大降低了井控风险;与同区块邻井相比,水平段延伸进尺大幅提高,钻井液漏失量是其他钻井方法的1.7%。

大位移井井眼清洁监测技术在大港油田的应用

随着大位移井及复杂结构井钻井技术的不断发展,井眼清洁及监测技术面临着新的困难和挑战。如何监测复杂地质条件、复杂井型条件下的岩屑运移状况,预测岩屑成床时间,帮助判断、处理井下复杂情况是现场迫切需要解决的问题。基于环空岩屑运移规律及岩屑床成床机理,采用岩屑运移多层模型,根据岩屑对环空压耗的影响以及环空压耗与循环钻井液当量密度的转换关系,建立了适合工程中监测井眼清洁状况的ECD曲线。并应用该技术对大港油区ES-H6井进行分析和指导。实例分析表明,ECD曲线是衡量井眼清洁与否的重要标准,应控制ECD曲线在合理的范围之内。另外,ECD主要与环空载荷、环空返速、钻井液性能等因素有关,对钻井液性能以及钻杆钻速的合理控制有利于大位移井的井眼清洁。

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。

无隔水管钻井液回收系统环空压力影响因素研究

目前对于无隔水管钻井液回收(RMR)系统环空压力的研究大多基于浅表层钻井情况,未考虑温度变化所造成的影响。为了探究RMR系统在深海中的温度变化对环空压力的影响,根据RMR系统的双梯度原理和钻井液在环空中的热交换特性,提出当量循环密度(ECD)和环空压力的计算方法,建立了环空内温度场的数学模型,利用计算流体力学软件模拟了某些井段环空中温度场的变化规律。在获得了环空温度变化曲线的前提下,结合实例分析了海水深度、当量循环静态密度(ESD)、岩屑质量分数和排量对RMR系统中环空压力与ECD的影响。研究结果表明:随着海水深度、岩屑质量分数和排量的增加,ECD和环空压力增大;ESD对环空压力的影响实际是温差和压差变化共同作用的结果,而压差对RMR系统中环空压力的影响要大于温差的影响。所得结论对研究RMR系统环空压力的变化具有一定的指导意义。

控制压力钻井设备概述

控制压力钻井工艺有着多种应用形式,包括井底压力恒定控压钻井、带压泥浆帽控压钻井和双梯度钻井等,每一种具体工艺的实施都需要借助专用工具和设备。文章介绍了控制压力钻井所采用的几种设备与工具,包括旋转控制装置、带压密闭循环系统装备、动态环空压力控制系统(DAPC)装备、连续循环系统(CCS)装置、当量循环密度降低工具(ECDRT)等。控制压力钻井有多种不同工艺,但对于某种特殊钻井环境,具体哪一种工艺更加合适还应专门进行研究后再选择配套合适的控制压力钻井设备。