海上压力控制钻井施工关键技术

海上压力控制钻井施工关键技术

孙伟佳

中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司新胜利一号平台山东东营257000

摘要：在本文之中，主要是针对了海上压力控制钻井的施工技术进行了全面的分析研究，并且在这个基础上提出了下文中的一些内容，希望能够给与同行业工作的人员提供出一定价值的参考。

关键词：海洋；压力控制钻井；施工技术；分析

1导言

欠平衡钻井技术作为一项钻井新技术已经在我国陆地多个油田进行了实施，然而在海洋钻井中采用欠平衡钻井技术却存在诸多风险。为了实现安全钻进、保护油气层的目的，通过研究并优化欠平衡钻井技术，提出了“海上压力控制钻井技术”,其核心技术是利用欠平衡钻井设备，采用较低的钻井液密度，通过调整井口套压达到微过平衡的目的。

2海上压力控制钻井工艺技术的提出

鉴于油田开发现状和开发难度，采用欠平衡钻井技术成为开发本油田的首选方案。然而经过论证，欠平衡钻井技术虽能够实现防止井漏、保护储层的目的，但在海上油田应用存在以下风险：（1）联合作业，安全风险很大；（2）海上场地局限，大量地层流体进入井筒，处理困难，存在安全风险和环境污染问题。针对以上问题，对钻完井工艺技术进行了优化，在充分考虑了海上油田特殊的作业环境后，结合欠平衡钻井技术的相关特点，研究并制定了“海上压力控制钻井工艺技术”作业方案。“海上压力控制钻井工艺技术”是将欠平衡钻井技术应用于海上油田的创新，同时参考该区块古生界地层岩性、井壁稳定性、井底温度和压力等因素，选定了水包油钻井液体系作为潜山地层的钻开液。“海上压力控制钻井工艺技术”具体为：利用欠平衡设备调整使井底当量密度约等于储层压力系数，达到防漏和保护储层的目的；确定合理的钻开液密度，本次通过专业软件—Hubs软件，结合设计的钻井液的性能参数用软件，计算出不同排量下较准确的循环当量密度，通过调节泥浆泵排量来调整循环当量密度，使液柱压力略高于储层压力；优选适合于潜山地层钻进、可满足MWD等测量工具正常工作且油保效果好的水包油体系钻井液；完钻后，逐渐加重，附加量为超过地层压力系数0.03-0.05g/cm3，以实现微过平衡起钻、电测。

3控压钻井技术的定义

控压钻井技术可定义为:在油气井钻井过程中,能有效控制井筒液柱压力剖面,达到安全、高效钻井的钻井技术,简称CPDT(controlledpressuredrill-ingtechnology)。应用控压钻井技术时必须考虑包括常规钻井所涉及的井控技术、钻井液技术和完井技术等,这涉及到常规钻井装备与工具、计算分析及软件,以及为实施控压钻井配备的特殊配套装备、工具和软件等。过平衡钻井、近平衡钻井、欠平衡钻井、精细控压钻井和自动(闭环)控压钻井中均包含控压钻井技术。

4海上压力控制钻井工艺技术作业程序

下面以某油田N8井的作业程序为例，介绍国内首次在海上实施压力控制钻井工艺技术作业的实施步骤。用海水钻完水泥塞及套管附件（3523.6m），替入水包油钻井液，密度0.96g/cm3，点燃燃烧臂，并用液化气保持小火苗燃烧。钻进入新地层1.9m（3525.5m），停钻，进行压力系数测试。循环（800L/min）一周，泥浆池面稳定，最大气全量3％；降低排量至400L/min，观察20min后泥浆池液面保持稳定；停泵，观察5min后环空有溢流，开泵700L/min，继续循环观察，泥浆池液面稳定。继续钻进至3530m，接立柱后，开泵后发现泥浆池液面上涨2m3，通过调节地面节流管汇节流阀循环排气，45min后发现套压达到6MPa，气全量99％，燃烧臂火苗增大，最大焰长约3m。软关井，通过钻井平台阻流管汇循环排气，测得出口泥浆密度变小至0.95g/cm3，且测试结果推算地层压力系数约为1.0，因此逐渐提高密度至0.98g/cm3，气全量逐渐降低至10％，燃烧臂火苗减小至初始状态，泥浆池液面稳定。

N8井整个6”井段进尺260米，钻进潜山264.6m，整个钻进过程实现了近平衡钻井，作业过程中没有发生井漏等井下复杂情况，作业安全顺利。鉴于N8井压力控制钻井技术应用效果良好，防漏和油层保护显著，在对N8井进行总结后，对压力控制钻井技术和水包油钻井液进行了进一步优化。将S3井开钻的钻井液密度设计为0.98g/cm3，排量800L/min，两口井完钻后的投产表明，通过在N8井和S3井采用压力控制钻井技术，储层保护效果显著，实际产能都远远超过了配产要求，这表明在中海油海上油田实施的压力控制钻井技术取得了圆满成功。海上压力控制钻井工艺技术是欠平衡钻井技术的补充和发展，是对欠平衡钻井技术的一项新的革新，经过N8和S3井两口井的实践，这项技术取得了一系列创新性成果：中海油首次在海上油田首次运用欠平衡设备实施压力控制钻井工艺技术尝试，将欠平衡钻井技术结合海上油田的特点进行了创新，取得了圆满成功，不仅安全顺利高效地完成了BZ28-1油田补充开发井的作业，而且在最大程度上保护了储层，并取得了较高的产量。中海油首次在海上油田首次使用水包油钻井液体系，该低密度钻井液体系良好的性能和储层保护效果完全满足了钻井作业的要求，达到了预期的效果。优选水包油钻井液体系，并通过专业软件计算合理的开钻密度，确保井壁稳定、作业安全，同时该体系还可保证MWD等测斜工具的正常使用。缩短了钻井作业周期，整个钻完井项目比施工设计提前了30.95天，平均每口井的建井周期仅有51.18天。

5结论

总之，海上压力控制钻井工艺技术是欠平衡钻井技术的补充和拓展，经过N8和S3井两口井的实践，这项技术取得了一系列创新性成果，压力控制钻井技术的成功实施，为今后勘探和开发潜山裂缝性地层提供了新的开发思路，为海上油田钻井工艺提供了技术储备，

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