基于PWD技術深水表層井下復雜工況的監測和應用探究

劉新波

長江大學研究生院

引言

隨著我國油氣資源勘探開發的不斷深入，石油等油氣資源不再單一在地表開采，而是由地表向地層深部發展，比如向西部和海洋發展。其中，海洋石油資源的開發占著重要的地位。因此，深水鉆井是深水油氣資源勘探和開發的必要手段。深水表層鉆井作業將直接決定深水鉆井作業的成敗，深水海洋環境和復雜地質條件的對油氣開采有直接影響,但目前國內在深水表層鉆井領域的研究還很少,噴射導管鉆井技術、動態壓井鉆井技術等技術不成熟，這會對我國深水油氣資源的勘探及開發將造成嚴重的負面影響。由此可知，PWD技術將是我國大規模深水油氣資源的開發面臨的困難和亟待解決的問題。

一、PWD技術原理

井底壓力隨鉆測量監測技術是通過實時精確測量井筒環空壓力和溫度，并將測量到的數據進行處理并實時傳輸到地面，地面設備對接受到的數據進行分析和計算，根據計算結果對井內工作進行控制和指導，從而實現對井內情況的實時監測，并預防井漏、井涌等事故的發生，對出現的意外情況進行及時的處理。

二、深水表層鉆井面臨的挑戰

海洋深處環境和地質復雜，很多情況都無法做出預測，這無疑就給深水鉆井帶來了很多的挑戰。目前，我國在深水海域進行表層鉆井作業主要面臨著包括水深、海床不穩定、破裂壓力梯度低、低溫、淺層水流、淺層氣、井漏、井眼凈化問題、鉆井設備要求高等挑戰，這些都會影響油氣資源的開采效率及開采質量，因此，解決這些問題就迫在眉睫。

三、目前我國對深水表層鉆井的研究

近些年以來，我國很多研究人員都在對隨鉆壓力測量工具進行研究，但主要以理論研究、試制或試驗為主,實際應用的PWD工具還很少。雖然已研制出各種形式的隨鉆測壓工具，但這些技術都還不夠成熟，系統的可靠性、穩定性也不夠。而PWD技術系統可靠性、穩定性都比較強，因此，基于PWD技術深水表層井下復雜工況的檢測和應用探究就顯得非常必要。

四、主要研究內容

傳統隨鉆測量無法直接觀察井內的情況，無法直接判斷其內部是否有異常或突發事故發生，所以亟待一種適合于深水表層井下復雜工況的隨鉆監測技術。PDW技術可以講實時測量的數據轉變為相應的具體的數值，這樣就可以結合相應的設備對這些數值進行分析，這樣就有利于相關人員根據分析結果對井底的實際情況采取相應的措施，從而縮短鉆井周期、簡化井身結構、避免井涌的發生。

1.深水表層井下工況監測原理

隨鉆環空壓力監測裝置對井下的各種壓力進行實時監測，溫度監測裝置對井下溫度進行實時監測，并將這些監測數據進行處理后傳輸給地面設備，地面設備對實時監測數據變化情況加以適當的處理與分析,就實現了隨鉆識別井下復雜工況的目的。

2.PDW技術的優勢

這種測量方法具有測量精度高、工作性能穩定、易于安裝、耗電低等優勢。另外，這種技術還可以對井下的狀況進行實時監控，從而將井下的狀況反饋給地面工作人員，工作人員接受到實時監測的數據后，對井下的工作進行調整和指導。這樣，提高了地面的控制力，縮短了鉆井周期，大大降低了意外事故發生的概率，并且提高了油氣資源的開采效率，降低了油氣資源的開采的成本，對油氣資源的發展前景將有重大影響。

總結

綜合考慮深水環境的復雜性及其深水環境對測量設備的影響，根據隨鉆地層壓力監測所得到的實測地層壓力，將測量數據進行井下處理進行實時計算，然后傳輸到地面設備，計算機控制系統根據計算結果,采取相應的措施，實現對井底壓力的自動控制。這種技術的實現，將減少石油開采過程中意外事故的發生，降低開采成本，從而提高開采效率，提高開采收益。這一技術的成功研制，對我國石油業以及我國其他各個相關行業的發展，對我國經濟的發展無疑都有著極其重要的作用。

[1]劉陽.基于PWD技術深水表層井下復雜工況隨鉆監測[D].西南石油大學,2012.

[2]李迅科,周建良,李嗣貴,殷志明,朱榮東,蔣世全.深水表層鉆井動態壓井裝置的研制與應用試驗[J].中國海上油氣,2013,06:70-74+81.

[3]葛亮,胡澤,陳平,馬天壽,楊青,廖俊必.深水表層鉆井隨鉆壓力與溫度監測裝置設計[J].傳感器與微系統,2014,11:92-94+98.

[4]岳煒杰,孫偉峰,戴永壽,李立剛,張亞南.“三高”油氣井溢流監測方法研究[J].石油鉆采工藝,2013,04:58-64.

[5]朱榮東,陳平,周建良,李迅科.深水表層鉆井隨鉆壓力溫度測量儀的研制[J].機械,2012,S1:93-95.