平衡自動控壓鉆井技術 研制成功
時間:2020-03-31 17:33
來源:
作者:譚瑋 羅成波 何姿
隨著我國石油勘探開發對象逐步轉向 深 部 復 雜 地層,“氣侵”、“窄密度窗口”等引發的鉆井難題也逐漸凸顯,針對上述的鉆井難題,國外常用的處理方法是采用控壓鉆井技術,實現井底壓力的精確控制,達到“邊噴邊鉆”的效果。在我國,塔里木油田塔中奧陶系、準噶爾盆地克百斷裂帶、西南油氣田川東與川西北等油田,均或多或少存在壓力窗口窄,氣侵嚴重,常規鉆井密度選擇困難等問題。
針對以上技術難題,新疆格瑞迪斯石油技術股份有限公司先后在塔里木、新疆、四川等地開展自主創新研究,為窄密度窗口安全鉆井、氣井安全鉆井積累了寶貴經驗,經過技術攻關,成功的研制了“平衡自動控壓鉆井系統”,并在以上地區成功應用。現場應用情況表明,“平衡自動控壓鉆井系統”設備運轉可靠,實現了井底壓力實時監測及自動調節,有效解決了氣侵引發的鉆井難題。控壓鉆井的關鍵是實現井底壓力的監測、控制和調整。平衡自動控壓鉆井系統利用 PWD 隨鉆測壓儀器在鉆井時精確掌握井底壓力,依靠自動節流控制撬(壓力控制裝置)和回壓補償泵(壓力補償裝置),在工況變化時調整井口回壓,結合計算機自動控制技術,實現了井下壓力的精細控制和自動調整。
平衡自動控壓鉆井系統設備主要包括:控壓控制房、PWD 隨鉆測壓工具、自動節流控制撬、回壓補償泵、旋轉控制頭。鉆進和循環時,泥漿從旋轉控制頭返出,經返出管線進入自動節流控制撬,節流撬根據控制房指令自動控制井口回壓;停泵后,回壓補償泵抽取泥漿罐內泥漿,經回壓泵管線進入自動節流控制撬,反向流入井口,控制房根據需要調整節流撬內節流閥開度,調整井口回壓,保持低壓力穩定。圖1 是平衡控壓設備連接流程圖。
平衡控壓技術的優點主要體現在以下幾點;1. 鉆遇油氣顯示活躍的地層后利用平衡控壓技術進行控壓鉆井,控制井口回壓與井底壓力,減少“地層呼吸量”,降低圈閉壓力,有利于鉆井施工作業。2. 平衡自控控壓鉆井技術有利于“窄壓力窗口”鉆完井作業,有效減少或控制溢流與漏失,降低井控風險。3. 平衡控壓鉆井系統所包含的硬件、軟件設備如自動閥件、控制單元、回壓補償泵、流量計、PWD 隨鉆測壓工具性能穩定,滿足控壓鉆井現場施工要求。4. 利用控壓鉆井技術進行“放壓鉆井”,降低了鉆井液密度,釋放了地層圈閉壓力,減少井下復雜情況,同開次同井段對比大幅度縮短了鉆井周期,降低了鉆井成本。