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控压钻井技术成首选钻井技术
2019-11-18 12:01:04 点击数量:887


 

 

  业界把钻井功课定义为高压跟 低压钻井,多年来,工程师们坚决地保护着一种泥浆密度,一种能使流体静压力大于被钻地层的孔隙压力、但小于压裂梯度的泥浆密度。今天,通过地面采纳的节制压力的钻井法子(MPD)来运用压力,工程师们所做的工作超出了这一钻井压力区间的传统界线。

 

  传统钻井

 

  传统钻井功课,当进行过均衡钻进时,在地层A跟 地层B孔隙压力(井涌)添加的应答,通过进步泥浆密度,当量轮回密度(蓝线)随之添加,这会招致井底压力濒临地层的立裂初始压力(紫色线);应答办法,必需下入套管维护地层,这会发生额定的下套管深度,缩小后续的井眼直径(玄色三角形);在深海钻井中,立裂初始压力跟 孔隙压力之间的压力区间经常会很窄;在这个例子中,迫使石油公司越来越多的下入6段更小内径的套管柱,使得井眼太小,甚至于没有能提供油气出产的经济产能。

 

  岩屑垫层

 

  虽然任何井的设计跟 钻具组合配置都有可能涌现岩屑垫层,岩屑垫层或固体颗粒层(浅棕色)在斜井钻井中特殊广泛,在斜井段,岩屑跟 坍塌的碎石沉积在井眼的底侧,当泥浆泵结束工作时,因为这些岩屑跟 坍塌碎石的沉积层下滑到环空的下方,将钻具填充或塞住,招致井底钻具组合可能会被卡住,人们都晓得,就像地层垮塌一样,这种现象在泥浆泵工作期间也可能会产生。

 

  节制压力

 

  在钻进期间,传统钻井法子尤其关注节制地层流体没有使其流入井眼,这一过均衡(OBD)钻井法子应用钻井液树立一个当量轮回密度(ECD),使井底压力(BHP)大于被钻地层的孔隙压力(紫色线),但小于被钻地层的立裂初始压力(红色线);欠均衡钻井(UBD)致力于避免钻井液漏失到地层,这样能够坚持一个小于孔隙压力、但高于须要维持井眼波动压力确当量轮回密度,这种法子能够容许地层流体流出地层,阻止钻井液流进地层;节制压力钻井(黄色)主要是通过节制地面压力,坚持一个恒定的井下压力,阻止地层流体流进井眼,同时,坚持井下压力低于地层立裂初始压力,从而防止涌现钻井事变;在钻井功课期间,过均衡跟 节制压力钻井确当量轮回密度在某个深度可能会相等。

 

  流体密度跟 井底压力

 

  在套管鞋以下,当采纳传统钻井法子时,为了在孔隙压力(玄色线)跟 立裂初始压力(蓝色线)之间坚持井底压力,由泥浆分量发生的井底压力必需大于地层孔隙压力,甚至于在泥浆泵结束工作时的井底压力可以克制地层压力(实红线),同时,还必需保障井底压力在泥浆泵工作时小于地层立裂初始压力(红虚线);节制压力钻井能使石油公司在泥浆泵结束工作时(实绿线)使用一种钻井液,这种钻井液发生的流体静力学压力小于地层孔隙压力;当泥浆泵结束工作时,通过添加回压(短 -虚绿线)而没有是添加泥浆密度来进步井底压力,到达克制地层压力的后果;当泥浆泵工作时(长-虚绿线),减少回压至某个数值,使其发生的井底压力高于地层的孔隙压力,而又低于地层的立裂初始压力。

 

  主动动态环空压力节制体系

 

  当泥浆泵结束工作时,为了从钻进到接单根的转换进程中坚持恒定的井底压力,动态环空压力节制体系通过泵入钻井液进入节流管汇,泵入的钻井液通过节流主动节制器AC-1进行调剂,减少回压或当泥浆泵恢复钻进时没有运用回压;动态环空压力节制体系直接与实时水力学剖析安装衔接,连续检测井涌状况,通过调剂动态环空压力节制回压泵跟 节流主动节制器AC-2跟 AC-3来波动跟 节制井底压力;一个流量计(卵形虚线)与节流管汇的低压一侧相衔接,提供流出数据,压力治理员一直地监督着流出数据,并与流入数据绝对比,完成井涌的实时检测。

 

  钻更长的程度段

 

  节制压力钻井能够让司钻采纳较低的钻井液密度,在钻头以上的低压裸眼井段使用一种较低流体静压力的钻井液,同时,使用一个指定的地面泵,通过对于环空加压,司钻能够节制所钻压力井段的流量,成果能发生一种较低的井底当量轮回密度(ECD),使工程师们能够从套管开窗点打更长的程度井段。

 

  节制压力钻井技术特殊合适于程度井钻井功课,同时,能使丈量深度的压裂梯度坚持没有变,当泵压添加时,当量轮回密度添加,保障良好的井眼污染,采纳节制压力钻井技术,司钻能够采纳一个较低的泥浆比重,防止井被压裂,应用地面掌控的环空回压,克制流体大批涌入井眼,当今,这种法子已经成为首选的钻井技术。

 

  节制压力钻井技术有望废止直线钻井,已在老油田、高温高压及立裂地层环境下得到了利用。该技术正在成为大位移钻井跟 钻穿放弃地层达到难题油层的首选钻井法子。

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