2.中国石油集团西部钻探工程有限公司准东钻井公司 新疆阜康 831500
摘要：经过长时间的发展，现如今我国石油产业规模不断扩大，控压钻井关键技术也更加成熟，尤其是对于复杂地层油气资源开采也有非常好的效果。控压钻进技术在其中发挥了重要作用。控压钻井技术应用于油田，其本身是一种新技术，已经被诸多油田企业应用到实际工作中。控压钻井技术主要是对井内压力进行精准控制，使井眼压力始终处于可控范围内。而对于深井复杂结构井当中获得了更为普遍的应用。
关键词：控压钻井技术；深井；复杂结构井；应用
引言
控压钻井技术应用在本质上与传统钻机技术应用有一定的区别，是现代钻井技术发展的重要支撑。基于此，本文主要对控压钻井技术在深井复杂结构井中的应用进行了简要的分析。
1、压力控制原理
钻井过程中，井筒中任意一点的压力由环空液柱压力、钻井液循环时的环空流动阻力、井口回压、环空循环压力波动（如激动压力、抽吸压力、侵入井内的地层流体引起的压力波动）等组成即：
ｐＨ＝ｐｍ＋ｐＡ＋ｐＣ＋ｐａｆ
式中：ｐＨ为井底压力，ＭＰａ；ｐｍ为环空液柱压力，ＭＰａ；ｐＡ为环空流动阻力，ＭＰａ；ｐＣ为井口回压，ＭＰａ；ｐａｆ为环空循环压力波动，ＭＰａ。在窄安全密度窗口情况下的常规钻井，降低钻井液密度使动态循环时不压漏地层，则井内静止时地层流体会流入井筒，造成对地层的损害；提高钻井液密度使井内静止时ｐＨ＞ｐＰ，动态循环时会发生井漏。常规钻井时钻井液密度很难控制。控压钻井动态循环时，使用较低的钻井液密度使ｐＨ在安全密度窗口内，静态时在井口精确施加一定量的回压ｐＣ，使静态ｐＨ也在安全密度窗口内，从而保证钻井安全（理想情况下静态ｐＣ＝ｐＡ）。控压钻井设计通过在井口精确施加一定量的回压，调节了井底压力，使井底压力等于或稍大于储层压力。
2、深井复杂结构井技术难点
(1)纵向上存在多套压力系统，过路层系多，地层压力准确预测难，安全密度窗口窄。同一裸眼井段高低压互存，实钻过程中常发生溢漏并发，压差卡钻等井下复杂或故障，钻井风险巨大。(2)上部大尺寸井眼长(平均段长近3000m)，常规钻井速度慢，同时自侏罗系至寒武系分布多套高研磨可钻性差地层(珍珠冲砾石，须家河，二叠系燧石层，寒武硅质云岩等)，机械钻速均不足1m/h，平均单井钻头用量高达52只。(3)地质环境复杂，嘉陵江组地层发育高压盐水，二叠系及以下地层裂缝发育，井漏频繁，地层承压能力低，存在多套易垮地层，实钻井下阻卡多，对钻井液体系性能要求极高，处理周期长。(4)目的层以碳酸盐岩气藏为主，埋藏较深，具有高温(160℃)、高压(100～140MPa)和高含硫(30～60g/m3)的特点。
3、控压钻井技术应用
3.1窄窗口控压钻井技术
窄窗口钻井概念应用主要由安全窗口钻井技术应用优化而言，受部分地区地质结构影响，钻井过程易发生井喷及溢流问题，使钻井安全效益大打折扣，所以运用安全窗口钻井技术优化特点，提高钻井安全效益便凸显的尤为重要。窄窗口钻井技术能够有效的解决结构垮塌及卡钻等相关问题，通过钻井液控制实现地层压力平衡，从而提高钻井稳定性。窄窗口结构压力较小，不易受到钻井地层压力影响，因此能够有效的根据钻井状况对钻井密度进行调整，从而实现对钻井安全事故率的有效降低，提高控压钻井技术应用的实际安全性与有效性。
3.2加压泥浆帽钻井技术
泥浆帽钻井技术在实际应用中，钻井液不会返出地面，是一种十分成熟的钻井技术。加压泥浆帽钻井由于环空流体密度小，所以应用期间需要在井口处施加正压，由此可以将其和泥浆帽钻井进行区分。加压泥浆帽钻井有利于严重井漏现象的控制，适合用在陆地、海洋油气井眼漏失地层钻进施工中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆泥浆帽钻井、加压泥浆帽钻井这两种技术可以被用于钻进严重漏失地层施工，储层压力与静水压头相比较，建议使用泥浆帽钻井技术，钻井液漏失期间注入清水。储层压力超出静水压头，务必要使用加压泥浆帽钻井技术，通过加重钻井液的方式对储层压力进行平衡。
3.3精细控压钻井技术
该井采用精细控压钻井前，技术人员通过节流循环，有效释放地层压力19次，使得整体钻井液密度降至1．96g/cm3，同时对井漏井段集成刚性材料架桥、片状材料楔入、“柔性材料+复合桥浆”多项堵漏技术，提高地层承压能力，建立2．05～2．11g/cm3安全钻井液密度窗口，采用配合“分段重浆帽”方式实现安全起钻(控制ECD2．06～2．10g/cm3)，确保井筒整体压力系统平稳，短起下拉划井壁，集合“模拟接单根法”优化接立柱操作，缩短钻具静止时间，防粘卡;全过程配合优化高密度钻井液配方，确保钻井液流变性、高温稳定性，实现了环空循环压耗良好控制，起钻过程中保证回压精细输送，井底压力恒定，井下风险得到有效控制。
3.4溢流、井漏复杂情况处理技术
如果钻进中发生井漏，通过降低井口压力控制值，钻井液排量或者钻井液密度的方式，寻找漏失压力平衡点，若井口压力降到 0MPa 仍无效，则降低钻井液排量循环观察，再进行控压钻进。若钻进过程中发现溢流，停止钻进，适当增加井口回压循环排气，至溢流停止，若井口压力超过旋转控制头规定值，可关闭半封闸板防喷器，通过井队节流管汇循环排气或求取地层压力，确定压力平衡点后，再进行控压钻进。若
4、控压钻井技术应用发展趋势
4.1技术趋势
控压钻井技术应用总体而言发展较快，相关的精密设备的选用使控压钻井技术应用安全性及高效性特点更为突出，同时在环空压力监测及防漏技术管理方面具有明显作用，有效降低控压钻井技术应用对基础地层结构的影响，使钻井得以进一步提升，同时能够根据地质环境变化，有效的对控压钻井技术做出优化调整，使各项技术基础内容均符合钻井技术应用的基本需要，从根本上解决地层压力监测数据收集不全面及堵漏技术应用效果不佳等多方面问题。
4.2管理趋势
技术应用管理始终是现代控压钻井技术应用的核心内容，其本质在于更好的各项技术应用进行规范，并提高控压钻井技术应用的实际有效性，降低控压钻井技术应用基础资源浪费，使控压钻井技术在各油田及相关钻井作业方面有效的发挥其基本的综合优势。控压钻井技术应用管理要充分的结合信息化发展特点，引入现代科技化管理手段，对各项技术监督管理信息问题进行整合，提高地层环境监测信息收集有效性，以此为控压钻井技术合理化运用提供有效信息技术及管理支持。
结束语
综上所述，在油田工程中应用控压钻井关键技术，对于井控工作有重要意义，一方面可以为技术人员提供准确的数据，另一方面则能够解决安全事故，为我国石油与天然气行业发展提供推动力。
参考文献
[1]康健,彭明佳,李成军.基于带压作业的精细控压钻井技术在复杂工况中应用研究[J].石化技术,2017,24(12):72+71.
[2]向庭钧.控压钻井关键技术分析[J].化工管理,2017(28):221.
[3]郑文刚.试论控压钻井关键技术[J].中国石油石化,2017(03):52-53.
[4]鲁智伟.控压钻井系统特性分析与关键工艺实现方法[J].石化技术,2016,23(09):221.
[5]赖敏斌,樊洪海,彭齐,纪荣艺,马光曦,黄梅,陈小龙.井底恒压控压钻井井口回压分析研究[J].石油机械,2015,43(11):13-17.
[6]杨金华,朱桂清,张焕芝,李晓光,田洪亮,郭晓霞.值得关注的国际石油工程前沿技术(I)[J].石油科技论坛,2012,31(04):43-50+76.
论文作者:严彪1,王茜2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：技术论文; 地层论文; 压力论文; 井口论文; 密度论文; 泥浆论文; 钻井液论文; 《基层建设》2018年第35期论文;