簡易控壓技術在場地受限井場上的應用

劉晶 李偉華 褚玉杰

摘要：簡易控壓技術則是通過軟件計算出準確的地層壓力通過手動節流的方式進行控壓鉆進，在保護儲層的同時盡可能的解決掉塊以及窄窗口造成的鉆井安全問題?？梢杂行У谋苊饬瞬糠志畧鋈绾Ｉ掀脚_因其場地所限無法安裝全套控壓設備的問題。

關鍵詞：簡易控壓技術 場地 手動節流

隨著我國石油勘探和開發向深部復雜地層的不斷發展，鉆井過程中發生的井漏、井涌、等窄密度窗口的安全鉆井問題越來越突出，控壓鉆井技術因其獨特的優勢成為鉆井新技術研發的熱點，但是部分井場如海上平臺因其場地所限無法安裝全套控壓設備。簡易控壓技術則是通過軟件計算出地層壓力通過人工節流的方式進行控壓鉆進，在場地受限井場實施以解決井下復雜問題。

1、 控壓鉆井概述

1.1 控制壓力鉆井（MPD）是一種用于精確控制整個井眼環空壓力剖面的自適應鉆井技術，其目的是確定井下壓力環境界限，并以此控制井眼環空壓力剖面。

1.2 控壓鉆井優勢：

及時發現和處理溢流與漏失，快速抑制井壁輕微掉塊;避免井下復雜，延長水平井鉆井長度;降低鉆井液密度，提高機械鉆速，縮短鉆井周期;發現和保護油氣層;動態監測井底壓力界限。

2鉆井過程中相關概念及解決窄窗口的對策

2.1窄壓力（密度）窗口：窄壓力（密度）窗口是指地層破裂壓力和地層孔隙壓力的壓差接近、等于、小于循環壓耗的情況，通常表現為遺漏同存。

2.2解決窄壓力（密度）窗口技術難點的主要對策大致可分為三大類：一是合理準確的確定窄窗口;二是通過化學或者工具手段擴大安全窗口;三是采用裝備或者特殊鉆井工藝把環空壓力與當量密度（ECD）控制在窄安全窗口之內。

2.2.1確定窄窗口

合理準確的確定窄安全窗口包括兩大方面：一是設計過程中通過地震資料、工程測井資料以及臨井資料預測;二是鉆井過程中實測，包括通過井下壓力測量工具實測和鉆進過程中井口加壓的現場實驗來求取。

2.2.2擴大安全窗口

根據窄窗口的概念，在保證井壁穩定的前提下盡量降低坍塌壓力、或將地層漏失壓力及承壓能力提高到井下安全的程度，能夠擴大窄窗口的安全區間，降低窄窗口的復雜情況。

2.2.3環空壓力與ECD的控制

環空壓力與ECD的控制主要是在一定密度條件下改善鉆井作業環境的一種控制方法。主要采用控壓鉆井降低環空壓耗的的影響以及降ECD工具的研究與應用。

3.簡易控壓鉆井技術

簡易控壓鉆井技術是指利用控壓鉆井的理論、方法和裝備，通過相關設備、軟件和現場加壓等方式確定窄密度窗口的范圍，利用手動節流的方式改變井口回壓，將壓力控制在窄窗口之內的鉆井技術。

3.1應用實例

四川金秋和富順區塊屬于山地地形，地質情況比較特殊，在頁巖氣開采過程中經常會出現溢漏同存等窄窗口常見的復雜問題。并且由于地貌復雜，井場場地受限，從而不便于進行全套控壓設備的擺放，而用簡易控壓技術既能盡可能的保證施工安全，又能滿足場地受限的背景，便于更好的勘探和開發頁巖氣。

以某井一次復雜情況為例：某日用密度1.76g/cm3，粘度78s的油基鉆井液復合鉆進至井深3005.14m發生溢流，關井檢查回流量，液面累計溢流1.0 m3，出口密度1.76↓1.72g/c m3 ，出口點火燃，焰高6～8m;關井觀察，立壓0Mpa，套壓0↑6.0Mpa，通過控壓鉆井技術進行節流循環排氣，循環過程中出現漏失，通過調節井口回壓伴隨隨鉆堵漏的方式進行循環，通過10h處理完成。

該次溢流是典型的溢漏失同存的情況，如果是常規鉆井將會非常難以處理，而通過控壓技術的使用，大大縮短了處理時間和鉆井液的漏失量，并很好的保護了儲層。

3.2優缺點對比

簡易控壓的優勢表現為：

1）發現和保護油氣藏

有效的降低了鉆井時的井底壓力，使井筒流體能夠有控制的流入井筒，并防止固相顆粒因正壓差的作用進入地層孔隙，提高低壓儲層的發現幾率和保護油氣儲層。

2）提高了機械鉆速

低密度鉆井液減少了鉆井液液柱對鉆頭的壓持效應，有效提高機械鉆速。根據殼牌在承包商會議中公布的統計資料顯示，該區塊通過控壓鉆井的應用平均機速由原來1﹣2m/h，提高到4﹣5m/h。

3）減少了漏失的發生

采用控壓鉆井技術能將ECD控制在要求的范圍之內，并且能夠通過改變回壓的方式迅速的改變當量密度，有效地防止了漏失的發生，避免了因為漏失帶來的高昂鉆井費用。

4） 減少了處理復雜的時間：

根據該區塊以前臨井三口井資料顯示，平均處理每次溢流的時間在24.7h。而陽101處理溢流的平均時間為19.5h。有效的縮短了處理時間，從而縮短了鉆井周期，減少了成本。

同時因為簡易控壓需要人為觀察，手動操作，并且通過現場計算的方式得出壓力范圍，因此與全套控壓相比具有精度不高，對溢流監測不夠精確和及時;對現場作業人員要求較高，要求現場人員能夠通過關井之后的壓力變化和現場加壓的方式準確的計算出壓力范圍;并且需要相應的軟件等缺點。

4、結論

簡易控壓除了傳統優勢之外，由于其對設備依賴性較小，在一些受限場地具有不可替代的作用。并且由于設備簡單，能夠節約鉆井成本。

由于簡易控壓設備對人員的依賴性較強，現場施工時需要專業能力較強且現場經驗豐富的作業人員進行施工，并且需要專業軟件進行計算，對服務方要求較高。

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