CQMPD精细控压钻井技术应用与思考.docx

《CQMPD精细控压钻井技术应用与思考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CQMPD精细控压钻井技术应用与思考.docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、CQMPD 精细控压钻井技术应用与思考韩烈祥【摘 要】介绍了 CQMPD 精细控压钻井系统的构造、工作原理,给出了其在川渝气田的应用实例.CQMPD 精细控压钻井系统在川渝高石梯磨溪、川西北剑阁和土库曼斯坦阿姆河右岸等地区的成功应用有效解决了安全密度窗口窄 ,频繁发生井漏、溢流甚至喷漏同存等钻井井控难题,对于埋伏类碳酸盐气藏的高效、安全开发起到重要作用,该技术成熟度高.但是,随着勘探开发对象变得越来越简洁,对精细控压钻井技术的要求也更加严格,近年来,在精细控压钻井工艺、产品和应用领域上又取得了的拓展,有效提高了超深简洁井的固井质量.该争论对于降低简洁盐下气藏开发的钻井本钱亦具有重要的指导意义.

2、【期刊名称】石油钻采工艺【年(卷),期】2023(040)005【总页数】4 页(P559-562)【关键词】MPD 精细控压;井控;钻井;固井;超深简洁井【作 者】韩烈祥【作者单位】中石油集团川庆钻探钻采工程技术争论院;油气钻井技术国家工程试验室欠平衡与气体钻井试验分基地【正文语种】中 文【中图分类】TE242精细控压钻井是在窄安全密度窗口地层钻完井过程中准确把握环空压力，实现井筒压力平稳。随着技术的不断完善，不仅可用于解决窄安全密度窗口地层、同一裸眼井段多压力系统的安全钻进难题，还能延长水平井钻深力气，提高简洁超深气井的固井质量。该技术自 2023 年提出至今，已应用于多个油气田窄安全密度

3、窗口地层钻井，有效解决了钻井过程中消灭的井涌、井塌、井漏、卡钻问题1。1 精细控压钻井技术CQMPD 精细控压钻井系统是集团川庆公司自主研制的、具有完全自主学问产权的闭环精细控压钻井系统1，已在川渝、塔里木、土库曼斯坦阿姆河右岸等油气田广泛使用，有效解决了深层油气田简洁地层剖面钻井难题。 CQMPD 精细控压钻井技术已进展形成了全过程精细控压钻完井技术，形成了从钻前、钻进、起下钻、电测、下套管固井下完井管柱等全部工况的精细控压配套技术，有效降低了安全起下钻风险，保证了井身质量。CQMPD 精细控压钻井系统有两种型号或把握方式。1.1 CQMPD 精细控压钻井系统1.1.1 回压补偿式控压钻井系

4、统 控压钻井把握井底压力平稳的方法就是让循环期间的井底压力与停顿循环时的静液柱对井底的压力保持全都，在不实行控压措施的状况下，二者的差值就是环空水力压耗。为了便于描述地层安全密度窗口，循环期间的井底压力一般用当量循环密度ECD来表示。CQMPD-I 控压钻井系统能快速测定地层的漏失压力和孔隙压力，为钻进过程的井底压力把握和后期作业控压需要供给牢靠依据。系统主要装备包括：监测与把握系统、节流把握系统、回压补偿系统、随钻压力测量系统PWD等核心装备。系统承受模块化设计，具备微流量和井底压力两种监控方式，运行牢靠、经济有用。该系统承受质量流量计实时、准确监测微溢流变化，推断井筒压力与地层压力的相对平

5、衡状态，或者依据实时PWD 数据直观确定井底压力变化；承受自动把握的节流管汇或专用泵组补偿回压的方式“随钻压井”，使井底压力到达 ECD 目标值，从而保持了连续动态井底压力平稳。自动节流把握系统的额定节流压力为 10 MPa，井底压力把握精度0.35MPa，堵漏材料在节流管汇中通过性好；回压补偿系统的额定输出压力为 15 MPa，输出排量范围为 021 L/s；PWD 耐温 175 ，抗压 175 MPa1-2。成熟区域可以实行非实时的由压力存储器回放数据拟合的环空压耗推想图版指导回压把握，提高控压钻井的经济性。1.1.2 连续循环控压钻井系统 CQMPD-型控压钻井系统3包括连续循环阀、高压

6、管汇和循环把握系统，可保持钻进、起下钻接单根、检修设备等工况井下钻井液的不连续循环，全程当量循环密度ECD不变，避开了因停泵造成后效自然气聚拢以及沉砂卡钻等问题，提高了钻井作业安全性。1.2 控压起下管柱技术在非钻进作业过程的井控工作更为重要。实践证明，大多数井喷事故都发生在起下钻具、油套管柱或测井过程当中，如震惊全国的罗家 16H 井“12.23”井喷失控事故和天东 5 井、隆 5 井、塔中 823 井等，由于在非钻进过程失去了循环，ECD 降低，无法监控井底压力，起下钻过程中存在压力抽汲或感动，并且溢流上窜过程中膨胀滑脱会加剧处理难度，井控风险极高。因此，针对“三高井”编制了起下钻动态把握

7、环空液面的作业规程，通过定期核定灌浆量来保证环空液面相对平稳，同时对于高含硫井实行微漏把握模式。另一方面，开发了固体凝胶段塞图 1，该固体凝胶段塞成胶温度为 120150 ，耐温 180200 ；可泵送特性：固化时间约 1.53 h，且时间可调，流淌度为 2024 cm，塑性黏度为 2025 mPas；承压特性：耐压差 5 MPa/250 m；可钻性：抗压强度为 11.05 MPa。该固体凝胶段塞可隔断井下压力系统、防止溢流上窜，具有施工过程呈液态而在井下快速转变为固态的特点。在起钻前注入井中，一般在含油气层上方 50200 m 固化开头起钻，还可以在套管阀下深受限时替代套管阀工作。图 1 凝

8、胶段塞固化前后形态 Fig. 1 Configurations before and after gel slug solidification1.3 精细控压固井技术对于深井固井，由于水泥浆相对于钻井液摩阻更大，因此常规固井常常消灭井漏， 达不到返高要求，尤其是对于窄安全密度窗口地层、长井段小环空间隙固井风险更 大。承受正反注工艺补救难以保证水泥浆有效连接，甚至导致套管鞋或喇叭口窜气， 影响井筒完井性。川庆公司开发了控压固井实时监控系统，联合精细控压钻井装备， 形成了控压固井设计技术、水泥浆性能优化技术、塞流固井技术、固井实时监控技 术，全工况、全过程精细把握环空压力介于地层压力与地层漏失压

9、力之间，使井筒 处于不溢不漏的状态。为喷漏简洁层段安全高效固井供给了的技术保障，且大幅 度提升了固井质量4-5。2 应用实例2.1 支撑高石梯磨溪气田快速建产川渝高石梯磨溪区块地层压力高、裂缝发育、气层普遍含硫，常规钻井使用的钻井液密度高于地层漏失压力系数当量密度，易造成施工作业井漏频繁、处理简洁时间长，并且井控安全风险大。主要的工程地质难点分析总结如下 6-8：1 高石梯磨溪构造四开穿过嘉陵江筇竹寺地层，钻进中钻遇多个气层，钻遇的层位多、井段长、压力系数跨度大1.682.0；2安全密度窗口窄，频繁交替发生井漏、溢流，甚至喷漏同存，井控风险大；3储层裂缝发育，常规堵漏方式效果不佳，据统计，该区

10、块储层 90%以上发生过井漏，常规钻井时，磨溪构造平均单井漏失量 740 m3，处理简洁井况时间 414 h，高石梯构造平均单井漏失量 1 962 m3，处理简洁井况时间 723 h。4灯影组等多个地层 H2S 含量高。GS19 井四开承受 215.9 mm 钻头、2.15 g/cm3 钻井液自 2 865 m 钻至 4016.69 m 时，钻遇高压裂缝层，溢、漏简洁交替发生，常规堵漏和水泥封堵等处理方式已无法钻进，该井段累计漏失 2.302.60 g/cm3 钻井液 1 962.8 m3，处理简洁及关心时间到达 30 d。改用精细控压钻进后，通过自动把握系统使井底液柱压力始终保持微过平衡状态

11、，ECD 把握在 2.462.52 g/cm3。在 4 145.13 m 和 4 232.22 m 处又钻遇 2 个漏层，在控压钻井过程中注入桥浆堵漏顺当钻完简洁井段。近 3 年在高石梯磨溪四开及五开完成精细控压钻井作业 40 余井次，有效解决了该区安全密度窗口窄、喷漏同存、储层严峻漏失等难题，成为该区块二叠系多压力系统地层、震旦系灯影组裂缝性储层中提速和避开井下简洁的利器。高石梯磨溪区块震旦系灯影组是典型的裂缝孔洞型岩性储层，产量高、高含硫，钻井普遍喷漏同存，高石 12 井钻遇井漏 2 200 m3，屡次堵漏无效被迫提前完钻。之后利用 CQMPD 精细控压钻井系统承受“微漏”精细控压作业方式

12、作业5 口井，平均单井漏失量削减 81%，平均处理简洁时间降低 92.4%，有效解决了震旦系灯影组严峻漏失的难题6-11。2.2 支撑九龙山和双鱼石泥盆系勘探九龙山和双鱼石泥盆系勘探难度极大，钻遇茅口组产量达 100104 m3/d 以上， 钻井作业溢漏同存、井控风险高、易压差卡钻。九龙山构造飞仙关组至龙王庙组和双鱼石构造须家河组至栖霞组含多个气层，钻遇的层位多、压力系数跨度大，茅口组存在特别高压，同一裸眼段内易发生喷漏同存，易卡钻，常规钻井易发生严峻漏失且堵漏效果差，处理简洁时间长。在九龙山构造和双鱼石构造简洁地层实施精细控压钻井，井漏漏失量和简洁损失时间均大幅度降低。在九龙山构造龙探 1

13、井和龙岗 70 井实施的精细控压钻井，比照常规钻井漏失量下降 81.64%，简洁损失时间下降 92.8%；在双鱼石构造实施精细控压钻井，比照常规钻井漏失量下降 96.7%，使以前的茅口组需要一开次专打转变为与上部低压层合打，节约一层套管，对高效开发泥盆系储层具有指导意义。2.3 精细控压固井技术在应用中凸显成效在多产层、凹凸压互层、长裸眼段859 m龙岗 70 井中的 114.3 mm 小间隙尾管固井中，精细调整注替排量，注替全过程承受精细控压系统补偿循环压耗变化， 维持了敏感地层全过程压力平稳；配套实行了中心管泵注加重钻井液平衡环空压力、分段开泵循环顶通破坏高密度钻井液的胶分散构，实现窄安全

14、密度窗口地层的固井 施工全过程井筒压力平稳，电测固井合格率为90.90%、优质率达 86.57%7， 喇叭口无窜流，能够提高简洁超深气井尾管的固井质量。3 生疏及建议（1） 精细控压钻井系统技术已经成熟，已形成了从钻前、钻进、起下钻、电测、下套管固井下完井管柱等程序的精细控压配套工艺，已广泛应用于川渝高石梯磨溪、剑阁、塔里木库车山前及土库曼斯坦阿姆河右岸等地区，有效解决了安全密度窗口窄、喷漏同存等钻井难题，降低了安全起下钻的井控风险，改善了固井质量。（2） 精细控压钻井技术的进展将进一步挑战更为简洁的地层，特别是流淌性地层及含水地层，以更精准的压力把握，实时监控和治理环空压力剖面，抑制过去仅依

15、靠附加钻井液密度的方式维持钻井安全的弊端；实时监控和治理环空压力剖面的实现将进一步提高类似蠕变盐岩、沥青层、高压盐水层、“三高”产气层的钻井力气。【相关文献】1 孙海芳，冯京海，肖宇，李祥银，杨玻，李枝林，潘登，薛秋来，唐国军，魏强，左星. 川庆钻探工程公司精细控压钻井系统研发及应用J. 钻采工艺，2023，352：1-4.SUN Haifang, FENG Jinghai, XIAO Xinyu, LI Xiangyin,YANG Bo, LI Zhilin, PAN Deng, XUE Qiulai, TANG Guojun, WEI Qiang, ZUO Xing. Developmen

16、t and application of fine managed pressure drilling MPDsystem of CCDC J. Drilling & ProductionTechnology,2023, 352 1-4.2 晏凌，吴会胜，晏琰. 精细控压钻井技术在喷漏同存简洁井中的应用J. 自然气工业， 2023，352：59-63.YAN Ling, WU Huisheng, YAN Yan. Application of precise MPD in kick & loss wells. J. Natural Gas Industry, 2023, 35 2 59-63.

17、3 许期聪，邓虎，周长虹，肖洲，董仕明，刘贵义. 连续循环阀气体钻井技术及其现场试验J. 自然气工业，2023，338：83-87.XU Qicong, DENG Hu, ZHOU Changhong, XIAO Zhou,DONG Shiming, LIU Guiyi. Field tests of gas drilling technology with continuous circulation valves J.Natural Gas Industry, 2023, 338 83-87.4 马勇，郑有成，徐冰青，陈力力，刘世彬. 精细控压压力平衡法固井技术的应用实践J. 自然气工业，

18、2 017，378：61-65.MA Yong, ZHENG Youcheng, XU Bingqing, CHEN Lili,LIU Shibin. Application precise MPD & pressure balance cementing technology J. Natural Gas Industry, 2023,37 8 61- 65.5 庄建山，宋元洪，高飞，孙万兴，陈大沧，孔哲，屈凌霄.塔里木山前区块超深井尾管塞流固井技术J. 钻井液与完井液，2023，334：83-86.ZHUANG Jianshan, SONG Yuanhong, GAO Fei, SUN W

19、anxing, CHEN Dacang, SUN Zhe, QU Lingxiao. Plug flow liner cementing technology for ultra deep well in piedmont tarimJ. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 33 4 83-86.6 左星，杨玻，海显贵. 精细控压钻井技术在高石梯-磨溪海相地层应用可行性分析J. 钻采工艺，2023，384：15-17.ZUO Xing, YANG Bo, HAI Xiangui. Feasibility analysis of precise man

20、aged pressure drilling technology in Moxi-Gaoshiti formation J. Drilling & Production Technology, 2023, 384 15-17.7 左星，肖润德，梁伟，庞平，海显贵. 精细控压钻井技术在高石 19 井实践与生疏J. 钻采工艺，2023，376：9-10.ZUO Xing, XIAO Runde, PANG Ping, LIANG Wei, HAI Xiangui. Practice of precise managed pressure drilling technology in well G

21、S19 J. Drilling & Production Technology, 2023, 376 9-10.8 左星，周井红，刘庆. 精细控压钻井技术在高石 001-X4 井的实践与生疏J. 自然气勘探与开发，2023，393：70-72.ZUO Xing, ZHOU Jinghong, LIU Qing. Application of fine managed pressure drilling to GS001-X4 well J.Natural Gas Exploration and Development, 2023, 39 370-72.9 周英操，杨雄文，方世良，刘伟，纪荣艺.

22、 PCDS精细控压钻井系统研制与现场试验J. 石油钻探技术，2023，394：7-12.ZHOU Yingcao, YANG Xiongwen, FANG Shiliang,LIU Wei, JI Rongyi. Development andfield test of PCDS-precise managed pressure drilling system J.Petroleum Drilling Techniques, 2023, 394 7-12.10 邓昌松，张宗谭，冯少波，李兴亭，陈毅. 高含硫、大漏、超深水平井钻完井技术以塔里木油田中古 10HC 井为例J. 石油钻采工艺，202

23、3，401：27-32.DENG Changsong, ZHANG Zongtan, FENG Shaobo,LI Xingting, CHEN Yi. Drilling and completion technologies suitable for ultradeep horizontal wells of high sulfur content and serious circulation loss a c ase study on Well 10HC of Middle Paleozoic in Tarim OilfieldJ. Oil Drilling & Production T

24、echnology,2023, 40 1 27-32.11 孙海芳，冯京海，朱宽亮，白亮清，杨玻，李枝林，薛秋来，唐国军，庞平.川庆精细控压钻井技术在 NP23-P2023 井的应用争论 J.钻采工艺，2023，353：1-4.SUN Haifang, FENG Jinghai, ZHU Kuanliang, BAI Liangqing, YANG Bo, LI Zhilin, XUE Qiulai, TANG Guojun, PANG Ping. Application of fine managed pressure drilling MPD technology development by CCDC in well NP23- P2023 J. Drilling & Production Technology, 2023, 353 1-4.