控压钻井技术在白28井的应用.pdf

2 0 1 3年第4 1 卷第5期 石 油机械 CHI NA PE TR0L EUM MACHI NERY ●钻井技术与装备 控压钻 井技术在 白 2 8井的应用 刘永伟 杨 刚 戴 勇 杨兆亮 黄学刚 王 鹏 西部钻探 钻井工程技术研 究院 摘要 控压钻井系统主要由钻井参数监测系统 包括井下 P WD 、决策分析系统、电控 系统、 地面 自动节流控制及 回压补偿 系统组成，通过在井 口施加连续 回压来实现井底压力的恒定控制， 能有效解决窄密度窗 口地层和高温高压地层所 出现的钻井复杂问题。 白2 8井的应用结果表 明，使 用控压钻井技术，在控压钻进工况下可将井口压力波动控制在 0 ． 2 M P a以内，控压停泵和起下钻 工况下可将井 口压力波动控制在 0 ． 5 0 ． 8 MP a ，井底压力波动控制在 1 ． 01 ． 5 MP a ，可保证井底 压力当量 密度在控制范围内；能够快速发现溢流和井漏等复杂情况并进行有效控制 ，确保 了施工 过程的安全，实现 了钻井安全和勘探开发的 目标。 关键词控压钻井；井筒压力；恒定控制 ；白2 8井 中图分类号 T E 2 4 9 文献标识码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 4 5 7 8 ． 2 0 1 3 ． 0 5 ． 0 0 8 App l i c a t i o n o f Pr e s s ur e Co n t r o l Dr i l l i ng Te c hn o l o g y i n W e l l 2 8 o f Ba i L i u Yo n g we i Ya n g Ga n g Da i Yo n g Ya n g Z h a o l i a n g Hu a n g Xu e g a n g Wa n g P e n g D r i l l i n g E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o fP e t r o C h i n a W e s t e r n D r i l l i n g C o m p a n y A b s t r a c t T h e p r e s s u r e c o n t r o l d r i l l i n g s y s t e m m a i n l y c o n s i s t s o f d r i l l i n g p a r a m e t e r m o n i t o ri n g s y s t e m i n c l u - d i n g d o w n h o l e P WD ，d e c i s i o n m a k i n g a n a l y s i s s y s t e m，e l e c t ri c c o n t r o l s y s t e m， g r o u n d a u t o ma t i c t h r o t d e c o n t r o l a n d b a c k p r e s s u r e c o mp e n s a t i o n s y s t e m． Th e c o n s t a n t c o n t r o l o f b o t t o mh o l e p r e s s u r e i s a c h i e v e d by p r o d u c i n g c o n t i n u o u s b a c k pr e s s u r e ． I t c a n e f f e c t i v e l y s o l v e t h e c o mpl e x d ril l i n g p r o b l e m i n n a r r o w d e n s i t y wi n d o w f o r ma t i o n s a nd l l i g h t e mp e r a t u r e a n d h i g h p r e s s u r e f o rm a t i o ns ． Th e a p p l i c a t i o n i n W e l l 28 o f Ba i s h o ws t h a t u s e o f p r e s s u r e c o n t r o l d r i l l i n g t e c h n o l o g y c a n c o n t r o l we l l h e a d p r e s s u r e fl u c t u a t i o n w i t h i n 0 ． 2 MP a u n d e r p r e s s u r e c o n t r o l d ri l l i n g c o n d i - t i o n s ．T h e w e l l h e a d p r e s s u r e fl u c t u a t i o n i s c o n t r o l l e d b e t w e e n 0 ． 5 a n d 0 ． 8 MP a u n d e r t h e c o n d i t i o n o f p u mp s t o p - p i ng o r t r i p p i n g ． Co n t r o l o f b o t t o mh o l e p r e s s ur e flu c t ua t i o n b e t we e n 1 ． 0 a n d 1 ． 5 MPa c a n e n s u r e t h e b o t t o mh o l e p r e s s u r e e q u i v a l e n t d e n s i t y i s ke p t wi t h i n t he s c o p e o f c o n t r o 1 ． Th e t e c h n o l o gy c a n r a p i d l y d i s c o v e r c o mp l e x c o n d i t i o n s s u c h a s O V e l O W a n d l e a k a g e a n d c o n d u c t a n e f f e c t i v e c o n t r o l o f t h e m． As a r e s u l t t h e s a f e t y o f c o n s t r u c t i o n p r o c e s s i s e n s u r e d a n d t h e g o a l o f d r i l l i n g s a f e t y i s a c h i e v e d ． Ke y wor ds pr e s s u r e c o n t r o l d r i l l i n g； s h a f t p r e s s u r e； c o n s t a nt c o n t r o l ；W e l l 2 8 o f Ba i 0 引 言 控压钻井技术 M P D ⋯是通过闭环系统精确 控制整个井眼环空压力分布的自适应钻井工艺， 其 关键是将循 环流体系统作为一个 压力容器进行控 制，完成相关钻井作业，可解决钻井中的复杂压力 控制问题 ，通过缩短非生产时间和降低钻井风险来 优化钻井工艺。 控压钻井技术 的特 点 是 以对井底压力 的精 确控制为基础 ，快速发现和控制地层流体进 出，提 高窄安全压力窗 口、高压高产气井和高风险气井等 复杂条件下钻井施工的安全性 ，同时减轻钻井液对 地层的污染，提高油气井产量。 通过设备研制和技术攻关 ，西部钻探钻井工程 技术研究院 以下简称工程院研制 的基 于恒定 井底压力 的控压钻井 系统 已初 步具 备控压钻井能 力 ，现场应用结果表 明，该系统能满足控压钻井各 一 5 8一 石 油机械 2 0 1 3年第 4 1 卷第 5期 5 结 论 1 根据相关规范的规定 ， 影响阀门设计 的因 素较多 ，由于水下 阀门所处 环境 恶劣，腐蚀性严 重 ，务必充分考虑 H S 、C O 和 c l 一 等 因素对 阀门 材料的腐蚀 。 2 根据相关规范 ，系统分 析了水下 阀门常 用材料 的适应性和加工性 ，并根据不同的应用环境 和影响因素，归纳 了不同材料在使用过程 中的注意 事项。 3 针对水下 阀门不 同工况要求 ，确定 了各 种不同工况下材料选择方案 ，通过对各类材料性能 及设计规范关于材料选择的分析 ，确定的材料选择 方案符合 A P I 1 7 D、A P I 6 A及 N A C E MR 0 1 7 5规范 要求 ，所得结论可为水下阀门的设计提供依据。 参考文献 [ 1 ] A P I 6 A ． P e t r o l e u m a n d n a t u r a l g a s i n d u s t r e s d r i l l i n g a n d [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] p r o d u c t i o n e q u i p me n t w e l l h e a d a n d c h r i s t ma s t r e e e q u i p m e n t[ S ]． 2 0 1 0 ． AP I 1 7 D． D e s i g n a n d o p e r a t i o n o f s u b s e a p r o d u c t i o n s y s t e m s s u b s e a w e l l h e a d a n d t r e e e q u i p m e n t[ M]． 2 01 1 ． M 一 0 0 1 ． Ma t e r i a l s e l e c t i o n 『 S ]． 2 0 0 4 ． NAC E MR0 1 7 5 ／ I S 0 1 5 1 5 6 ． P e t r o l e u m a n d n a t u r a l g a s i n d u s t r i e s ma t e r i a l s f o r u s e i n H2 S c o n t a i n i n g e n v i r o n me n t s i n o i l a n d g a s p r o d u c t i o n[ S ]． 2 0 0 3 ． S mi t h S C， D u f o u r J D，We h n e r E S ． NAC E MR0 1 7 5 2 0 0 3 i mp a c t o n AP I 6 A e q u i p me n t a n d c u s t o me r s [ R]． O T C 1 6 3 9 4，2 0 0 4 ． 第一作者简介李树林，高级工程师，生于 1 9 7 4年， 1 9 9 6年毕业于南华大学机械设计及制造专业 ，现从事石油 机械 的研发及管理工作。地址 2 1 5 1 3 7 江苏省苏州市。电 话 0 5 1 2 6 5 9 9 5 0 9 0 。E m a i l l i s h u l i n d o u s o n ． c n 。 收稿 日期 2 0 1 3 0 3 0 5 本 文编辑刘峰 上接 第3 5页 失。P WD采集井底压力由 3 7 ． 6升至4 1 ． 1 M P a ，据 此计算出该地层漏失压力系数为 1 ． 3 9 。 图5微 漏失压力测试 曲线 F i g ． 5 P r e s s u r e t e s t c u r v e wi t h mi c r o l e a k a g e 3 结论及认识 山 收 出 熙 L戗 软 1 1 国外的应 用情况表 明，控压钻井技术 是 一 种比较先进的压力控制钻井技术。近年来通过油 田引进、科研机构和高等院校技术攻关，国内对控 压钻井技术的认识与研究逐步深入 ，控压钻井技术 和装备正逐步形成 ，这为我国进行油气勘探和解决 复杂钻井问题提供 了一种更先进 、经济和安全的技 术手段 。 2 白2 8井通过使用控压钻井技术 ，并配合 数据监测系统和高精度质量流量计 ，准确确定 了施 工井段的地层压力窗口，在整个施工过程中压力控 制合理 ，能够快速发现溢流和井漏等复杂情况并进 行有效控制 ，确保了施工过程的安全 ，实现了钻井 安全和勘探开发的目标 。 参考文献 [ 1 ] 周英操 ，崔萌，查永进 ．控压钻井技术探讨与展 望 [ J ]．石油钻探技术 ，2 0 0 8 ，3 6 4 1 4 ． [ 2 ] 伊明，陈若铭，兰祖权，等 ．控压钻井系统研究 [ J ]．石 油 钻 采 工 艺 ，2 0 1 0 ，3 2 增 刊 1 6 9 7 2． [ 3 ] 严新新 ，陈永明，燕修 ． MP D技术及其在钻井中 的应用 [ J ]．天然气勘探与开发，2 0 0 7，3 0 2 6 26 6 ． [ 4 ] 辜志宏，王庆群 ，刘峰 ，等 ．控制压力钻井新技 术及其应用 [ J ]．石 油机械 ，2 0 0 7 ，3 5 1 1 6 8 72 第一作者简介刘永伟 ，工程师，生于 1 9 8 2年，2 0 0 6 年毕业于西南石油大学测控专业，现从事欠平衡和控压钻 井技术研究与服务工作。地址 8 3 4 0 0 0 新疆克拉玛依市。 Em a i l m y n a me q u a n j i n s i n a ． C O 1] 1 ． c n 。 收稿 日期 2 0 1 21 01 6 本文编辑丁莉萍