控壓鉆井技術(shù)現狀分析

  過(guò)平衡、近平衡常規控壓鉆井技術(shù)已經(jīng)成熟配套。欠平衡鉆井技術(shù)在國外經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已基本成熟配套,國內近幾年發(fā)展迅速,也已步入世界先進(jìn)水平行列。

 

  精細控壓鉆井技術(shù),國內與國外相比還有一定差距。自動(dòng)(閉環(huán))控壓鉆井技術(shù)國內外均有待于在多相流理論、配套裝備、工具、儀表儀器和軟件開(kāi)發(fā)等方面研究和發(fā)展。

 

  就目前的技術(shù)現狀而言,精細控壓鉆井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)與下述技術(shù)的結合,必然會(huì )達到更好的鉆井施工效果。為促進(jìn)鉆井技術(shù)的發(fā)展,有必要結合試驗研究,尋求鉆井技術(shù)突破。

 

  1)隨鉆井底環(huán)空壓力測量(APWD) 為適應欠平衡鉆井監測的需要,哈里伯頓公司研制出了隨鉆井底環(huán)空壓力測量?jì)x(annular pressure measure-ment while drilling,簡(jiǎn)稱(chēng)APWD),在隨鉆過(guò)程中可以實(shí)時(shí)測量井底環(huán)空壓力數據,通過(guò)MWD或EM-MWD實(shí)時(shí)將數據傳送至地面,指導欠平衡鉆井作業(yè)。斯倫貝謝、威德福等公司也研制出了APWD類(lèi)似工具。

 

  2)無(wú)風(fēng)險鉆井系統(NDS) NDS(no drillingsurprise)由斯倫貝謝公司研發(fā),它是一個(gè)綜合的服務(wù)包,通過(guò)風(fēng)險管理,對油氣井進(jìn)行設計和實(shí)時(shí)處理,從而使井身結構最優(yōu)。NDS可以及早發(fā)現井下復雜情況與事故發(fā)生的預兆,及時(shí)采取措施,預防井下復雜情況與事故的發(fā)生。NDS可以實(shí)現井眼穩定性控制、地層孔隙壓力預測、漏失控制和井眼摩阻控制等。

 

  3)井下隨鉆診斷系統(DWD) 美國開(kāi)發(fā)的井下隨鉆診斷系統(diagnostics while drilling,簡(jiǎn)稱(chēng)DWD),能隨鉆測量井下溫度、壓力、鉆頭鉆壓、鉆頭扭矩、井斜角、方位角和地層參數等;其隨鉆測量工具、高速數據傳輸系統、鉆井分析軟件等將井下地層、鉆井狀況與地面數據實(shí)時(shí)聯(lián)系起來(lái),優(yōu)化指導鉆井作業(yè),以達到提高鉆速,獲取最佳鉆井效果的目的。

 

  4)隨鉆地層測試技術(shù)(FTWD) 隨鉆地層測試技術(shù)(formation testing while drilling,簡(jiǎn)稱(chēng)FT-WD)是在鉆井過(guò)程中對儲層實(shí)施實(shí)時(shí)測量的一種新技術(shù)。其最大好處是節省鉆機時(shí)間,特別適合海上鉆井平臺,能降低鉆井成本。斯倫貝謝公司將MDT技術(shù)與LWD有機結合,研制出了Stetho-Scope隨鉆地層壓力測試儀,于2005年1月開(kāi)始商業(yè)化服務(wù),截至2006年9月25日,共使用130井次,取得良好效果。

 

  5)電磁波傳輸式隨鉆測量技術(shù)(EM-MWD)近年來(lái)為適應氣體鉆井、泡沫鉆井和控壓鉆井等新技術(shù)快速發(fā)展的需要,電磁波傳輸隨鉆測量技術(shù)(e-lectromagnetic MWD tools,簡(jiǎn)稱(chēng)EM-MWD)研究與應用已有很大進(jìn)展[14-17]。殼牌公司已在北海南部成功將電磁波EM-MWD用于測量井深4 420 m處的各種參數,創(chuàng )下新的記錄。

 

  6)地層壓力、破裂壓力和坍塌壓力預測及隨鉆監測技術(shù) 實(shí)現地層壓力、破裂壓力和坍塌壓力隨鉆監測既可以直接指導鉆井現場(chǎng)施工作業(yè),又可以準確驗證理論模型的可靠性與準確性,對實(shí)現精細控壓鉆井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)的推廣和未來(lái)的自動(dòng)控壓鉆井技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

 

  控壓鉆井技術(shù)的發(fā)展方向重點(diǎn)在以下4個(gè)方面:

 

  1)設備研制,特別是研制高壓力級別的旋轉防噴器、井口連續循環(huán)裝置、地面壓力控制裝置和多相密閉分離裝置等。

 

  2)研制自動(dòng)測量?jì)x器儀表,重點(diǎn)包括APWD、地面自動(dòng)流量計、地面自動(dòng)測壓計、隨鉆測斜儀和氣體鉆井條件下地層出水/出氣定量判斷儀器等。

 

  3)研究多相流流動(dòng)規律,進(jìn)而進(jìn)行理論建模與實(shí)用軟件開(kāi)發(fā)。

 

  4)研發(fā)控制機構及支持系統,為實(shí)現自動(dòng)(閉環(huán))控壓鉆井做技術(shù)儲備。

 

  發(fā)展控壓鉆井技術(shù),首先要提高對該技術(shù)重要作用和意義的認識;其次走科研-中試-現場(chǎng)試驗-理論升級-再試驗的路,加強前期研究,重視技術(shù)儲備;三是要培養一批高精尖的技術(shù)人才隊伍,為該技術(shù)研究和推廣創(chuàng )造必備條件;四是要注重多學(xué)科合作,配套發(fā)展;五是要明確和深刻理解控壓鉆井技術(shù)的概念,統一認識,才能從人員、隊伍、裝備、技術(shù)和管理等各方面進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化配套和發(fā)展。