壓力控制鉆井簡(jiǎn)介

壓力控制鉆井技術(shù)中海油服鉆井事業(yè)部匯報(bào)內(nèi)容壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介壓力控制鉆井工藝壓力控制鉆井裝備油服技術(shù)發(fā)展過(guò)程一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介壓力控制鉆井是隨著欠平衡鉆井技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的鉆井技術(shù)；目的：為了滿(mǎn)足海上作業(yè)的需要、解決井下復(fù)雜、減少非工作時(shí)間；核心內(nèi)容是根據(jù)需要人為地控制鉆進(jìn)中的動(dòng)態(tài)環(huán)空循環(huán)壓力。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介欠平衡鉆井

(UnderBalancedDrilling-UBD)

是指在鉆井過(guò)程中鉆井液的循環(huán)壓力（包括液柱壓力和循環(huán)回壓）低于地層的孔隙壓力，允許產(chǎn)層流體流入井眼，并將其循環(huán)到地面，在地面進(jìn)行有效控制的鉆井方式。常規(guī)鉆井欠平衡鉆井一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介

欠平衡鉆井技術(shù)可以減少鉆井中對(duì)地層的污染，發(fā)現(xiàn)隱蔽儲(chǔ)層并正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，提高勘探的準(zhǔn)確性和成功率。自1980s以來(lái)，陸地油田很多區(qū)塊和油田使用了欠平衡鉆井技術(shù)并取得良好效果，目前預(yù)計(jì)有30％的井采用該技術(shù)完成。但由于受作業(yè)空間、安全環(huán)保等因素的限制，欠平衡技術(shù)不適用于海上作業(yè)，在整個(gè)世界范圍內(nèi)海上欠平衡應(yīng)用較少。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介

壓力控制鉆井使用科學(xué)的方法和技術(shù)來(lái)嚴(yán)密監(jiān)測(cè)和控制井底壓力，并根據(jù)地層情況、鉆探目的和工程實(shí)際問(wèn)題將動(dòng)態(tài)井底壓力控制在預(yù)定的壓力窗口內(nèi)。

壓力控制鉆井(ManagedPressureDrilling-MPD)技術(shù)從欠平衡鉆井中衍生出來(lái)的新技術(shù)，是一種采用欠平衡鉆井設(shè)備及先進(jìn)壓力控制方法進(jìn)行鉆進(jìn)的技術(shù)。

壓力控制鉆井MPD一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介1)常規(guī)鉆井中靜止時(shí)井內(nèi)壓力關(guān)系

Pm=Pp+△P式中：Pm-鉆井液靜液柱壓力，MPa;Pp-地層壓力，MPa;△P-附加壓力，一般取1.5～3.5MPa2)常規(guī)鉆井中鉆進(jìn)時(shí)井內(nèi)壓力關(guān)系

Pm+Pc=Pp+△P式中：Pc-環(huán)空循環(huán)壓耗，MPa。3)控流欠平衡鉆進(jìn)時(shí)井內(nèi)壓力關(guān)系

Pm+Pc+△Pm+Pa=Pp式中：Pa-井口回壓（套壓），MPa。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介UBDMPD井底壓力狀態(tài)負(fù)壓近平衡壓力波動(dòng)幅度大非常小壓力控制精度低高對(duì)地層的要求嚴(yán)格相對(duì)寬松地層產(chǎn)出物量大量小設(shè)備配置龐大改動(dòng)少井筒安全性較高非常高對(duì)平臺(tái)安全影響影響較大提高安全性UBDvs.MPD一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介

壓力控制鉆井技術(shù)鉆出的井眼更能如實(shí)地反映井下原始地層特性，減少發(fā)生井眼失穩(wěn)的幾率，為正確評(píng)價(jià)儲(chǔ)層、制定更合理的勘探開(kāi)發(fā)制度提供依據(jù)；該技術(shù)還彌補(bǔ)了欠平衡鉆井地層流體產(chǎn)出過(guò)多，海上處置困難等不足。因而，壓力控制鉆井技術(shù)是解決海上勘探、開(kāi)發(fā)難題的有效手段。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介開(kāi)發(fā)復(fù)雜油氣藏面臨諸多問(wèn)題

低電阻低滲透井下復(fù)雜情況發(fā)生頻繁無(wú)法計(jì)算申報(bào)儲(chǔ)量常規(guī)錄井測(cè)井技術(shù)無(wú)法識(shí)別低孔隙復(fù)雜油氣藏特點(diǎn)

問(wèn)題

目的一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介應(yīng)用：1、減少、控制井漏；2、控制井底壓力、減少井下事故；3、提高井控安全性；4、提高油氣井產(chǎn)能和產(chǎn)量；5、提高勘探成功率。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介應(yīng)用：04年Shell在馬來(lái)東部海域成功鉆井7口，主要是解決井漏問(wèn)題；05年Santos在印尼2240ft深水海域作業(yè)，解決了井漏問(wèn)題；04－06年Statoil在北海解決了地層壓力紊亂引起的鉆井問(wèn)題；06年CCLT在BZ28－1油田兩口井的作業(yè)解決了灰?guī)r井漏問(wèn)題；并且獲得了比原計(jì)劃單井配產(chǎn)高出2－3倍的單井油氣產(chǎn)量；可以預(yù)料這項(xiàng)技術(shù)將是一項(xiàng)應(yīng)用前景十分看好的海上鉆井技術(shù)。一、壓力控制鉆井技術(shù)簡(jiǎn)介美國(guó)壓力控制鉆井

二、壓力控制鉆井工藝1、經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)2、地層適應(yīng)性分析3、鉆井介質(zhì)的選擇4、工藝設(shè)計(jì)5、作業(yè)二、壓力控制鉆井工藝1、經(jīng)濟(jì)性預(yù)測(cè)1）壓力控制鉆井較常規(guī)鉆井技術(shù)初期投入大；2）壓力控制鉆井能縮短投資回報(bào)期，長(zhǎng)期效益好；3）漏失地層，根據(jù)漏失量及儲(chǔ)層保護(hù)確定是否選用；4）復(fù)雜地層，減少事故、降低鉆井成本；中石油公司高層表示：能利用UBD/MPD的井盡量采用這樣的技術(shù)。二、壓力控制鉆井工藝2、地層適應(yīng)性分析1）地層壓力系數(shù)和地質(zhì)情況較清楚的儲(chǔ)層；2）井眼穩(wěn)定性良好的石灰?guī)r、花崗巖儲(chǔ)層；3）膠結(jié)性能良好的砂巖儲(chǔ)層；4）H2S含量低于20ppm的儲(chǔ)層。

二、壓力控制鉆井工藝篩選油藏類(lèi)型地質(zhì)條件區(qū)塊篩選適合MPD的目標(biāo)區(qū)塊初步經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)油藏研究油藏精細(xì)構(gòu)造剩余油分布三維地質(zhì)模型油藏工程研究?jī)?chǔ)層空間分布開(kāi)發(fā)技術(shù)政策油水分布和壓力狀況目的層位置優(yōu)化設(shè)計(jì)布井方式產(chǎn)能預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量作業(yè)方式優(yōu)化油藏地質(zhì)設(shè)計(jì)儲(chǔ)層傷害機(jī)理二、壓力控制鉆井工藝3、鉆井介質(zhì)選擇根據(jù)儲(chǔ)層壓力系數(shù)的大小，壓力控制鉆井介質(zhì)可以為單獨(dú)的氣相或液相，也可以是氣液兩相混合物。在做欠平衡鉆井介質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)，除了考慮循環(huán)介質(zhì)的密度外，還要考慮攜巖、油氣分離效率、防腐、安全及環(huán)保等方面因素。

目前常用的介質(zhì)為水基泥漿、油基泥漿、油包水泥漿、微泡泥漿、充氣泥漿等。二、壓力控制鉆井工藝鉆具組合數(shù)據(jù)井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)巖石力學(xué)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)負(fù)壓值負(fù)壓差大于水平井段環(huán)空壓耗負(fù)壓差引起井壁失穩(wěn)油氣產(chǎn)量小于設(shè)備除油氣能力計(jì)算隨鉆產(chǎn)油氣量單位壓差隨鉆產(chǎn)油氣量合理井底負(fù)壓值是是是否否否4、工藝設(shè)計(jì)二、壓力控制鉆井工藝MPD二、壓力控制鉆井工藝1)壓力預(yù)測(cè)—DRILLWORKS二、壓力控制鉆井工藝二、壓力控制鉆井工藝用HUBS設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算二、壓力控制鉆井工藝2)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的錄入二、壓力控制鉆井工藝油藏?cái)?shù)據(jù)的錄入Es2:2950-2980mEd1:2820-2850m二、壓力控制鉆井工藝注氣范圍數(shù)據(jù)的錄入二、壓力控制鉆井工藝井身結(jié)構(gòu)示意圖二、壓力控制鉆井工藝氮?dú)庾⑷肓颗c井底壓力的變化（0.5Mpa井口回壓）二、壓力控制鉆井工藝壓力與井深的變化（0.5Mpa井口回壓）二、壓力控制鉆井工藝井深與環(huán)空返速的變化（0.5Mpa井口回壓）二、壓力控制鉆井工藝環(huán)空混相體積變化（0.5Mpa井口回壓）二、壓力控制鉆井工藝ROP變化時(shí)調(diào)整注氮量可滿(mǎn)足井眼凈化要求二、壓力控制鉆井工藝二、壓力控制鉆井工藝3)完井、測(cè)試設(shè)計(jì)利用MPD方式鉆井后不能采用常規(guī)方式完井、測(cè)試盡量采用裸眼完井對(duì)于生產(chǎn)井盡量不測(cè)試對(duì)于評(píng)價(jià)井測(cè)試項(xiàng)目從簡(jiǎn)盡量采用隨鉆測(cè)試一般不采用固井完井，確實(shí)需要，要盡量減輕水泥漿液柱的壓力；采用更精確的壓力控制，井底處于平衡狀態(tài)

--管外封隔器輔助固井

--泡沫水泥漿填充二、壓力控制鉆井工藝5、作業(yè)對(duì)于每個(gè)項(xiàng)目，油公司內(nèi)明確啟動(dòng)MPD作業(yè)的目的和意義，并成立MPD項(xiàng)目組；根據(jù)每個(gè)平臺(tái)的實(shí)際狀況，制定合理的應(yīng)急預(yù)案，確保作業(yè)安全；環(huán)保要求。

二、壓力控制鉆井工藝壓力控制：控制方法1：通過(guò)液控節(jié)流閥響應(yīng)快、作業(yè)量小，最常用控制方法2：調(diào)節(jié)泥漿密度、注氣量作業(yè)工作量大，不作為壓力微調(diào)的手段控制方法3：調(diào)節(jié)泵排量深水作業(yè)可能用到壓力控制鉆井裝備包括：井口壓力控制設(shè)備地面流體處理設(shè)備低密度流體產(chǎn)生和注入設(shè)備井下控制閥

三、壓力控制鉆井裝備旋轉(zhuǎn)控制頭分離器節(jié)流管匯防回火裝置液動(dòng)板閥三、壓力控制鉆井裝備

井口壓力控制設(shè)備主要包括旋轉(zhuǎn)防噴系統(tǒng)、井口節(jié)流監(jiān)控系統(tǒng)、強(qiáng)行起下鉆裝置等，其作用是防止發(fā)生井噴，控制井口返出流體流量和流體壓力，維持井底壓力穩(wěn)定，保證在井口有壓力時(shí)鉆井作業(yè)能夠正常進(jìn)行。三、壓力控制鉆井裝備1、井口壓力控制設(shè)備7100EP旋轉(zhuǎn)控制頭PCWD系統(tǒng)三、壓力控制鉆井裝備Williams系列旋轉(zhuǎn)控制頭

IP10001000psiOperating71002500psiOperating70001500psiOperating8000/9000500psiOperating三、壓力控制鉆井裝備Williams旋轉(zhuǎn)控制頭

驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)密封總成密封膠芯安全螺栓液壓卡箍底座三、壓力控制鉆井裝備RISERCAP

7100

三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備7100EP旋轉(zhuǎn)控制頭總成技術(shù)參數(shù)靜動(dòng)態(tài)工作壓力5/2.5Kpsi、軸承總成通徑11″、頂驅(qū)工作方式底部連接13-5/8″×5M法蘭、側(cè)口7-1/16″×5M法蘭用于硫化氫工作介質(zhì)，5″鉆桿密封膠芯遠(yuǎn)程監(jiān)控器可監(jiān)測(cè)卡箍液缸壓力、軸承總成內(nèi)油壓及井口套壓三個(gè)參數(shù)具有遠(yuǎn)程控制液壓卡箍開(kāi)關(guān)的功能防爆動(dòng)力站向軸承總成提供潤(rùn)滑油和冷卻液三、壓力控制鉆井裝備2、數(shù)據(jù)采集海上立式密閉四相分離器三、壓力控制鉆井裝備3、分離設(shè)備海上臥式密閉四相分離器FlowfromwellCuttingsOilMudGas三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備SWACOOffshoreStandard液氣分離器總成技術(shù)參數(shù)工作壓力不低于1.0MPa（145psi）進(jìn)液口41/16″排液口8″排氣口8″最大氣體處理量17.5mmscf/d

（49.5×104m3/d）最大泥漿處理量1500gpm

（8176m3/d）三、壓力控制鉆井裝備4、節(jié)流管匯三、壓力控制鉆井裝備5、充氣設(shè)備充氣鉆井液鉆桿注入寄生管注入同心鉆桿注入同心套管注入三、壓力控制鉆井裝備鉆桿注入三、壓力控制鉆井裝備立管混氣裝置空壓機(jī)膜氮系統(tǒng)增壓機(jī)流量計(jì)控制閥泥漿泵舌型閥節(jié)流管匯液氣分離器脫油裝置火炬N2井底泥漿空氣井口四通振動(dòng)篩排氣管線循環(huán)罐三通第三部分混氣裝置及兩相流循環(huán)系統(tǒng)第一部分現(xiàn)場(chǎng)制氮充氣系統(tǒng)第四部分井口裝置及地面處理系統(tǒng)第二部分鉆井液泵入系統(tǒng)N2三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備1)井下套管閥2)PWD3)LWD/MWD三、壓力控制鉆井裝備6、井下工具1)井下套管閥液壓控制管線DDVQTV三、壓力控制鉆井裝備

勝利油田利用威德福公司的井下套管閥，在實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井的同時(shí)，在起下鉆、電測(cè)、下油管、下篩管的整個(gè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了不壓井作業(yè)。三、壓力控制鉆井裝備2)PWDAnnularPortElectronicsSectionTransducerSectionAnnularPressureGauge用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下環(huán)空的動(dòng)態(tài)壓力三、壓力控制鉆井裝備三、壓力控制鉆井裝備

墨西哥灣某井利用APWD和伽馬監(jiān)測(cè)深水鉆井中淺層水流入情況：在砂巖層的A、B、C、D伽馬值和電阻下降所顯示，但在A、B、D處環(huán)空壓力和ECD有明顯增加，顯示在三個(gè)砂層有水的浸入井眼。四、油服技術(shù)研究情況

早在2001年，COSL就開(kāi)始UBD/MPD技術(shù)的調(diào)研和研究工作，特別在2003年，我們