精细控压钻井技术创新及应用探讨
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摘 要：精细控压钻井技术在复杂地层中的应用能有效提升钻井质量和安全性。本文主要是从精细控压钻井技术的意义出发，分析其原理和涉及到的设备，探讨创新的方向及应用，努力提升精细控压钻井水平。
关键词：钻井;压力控制;回压
随着油气资源开发深入，逐步向复杂压力地层和深部开发，增加了作业难度，高效低成本的开发就成为当前研究的重点。在高压、高温的特殊地层中极容易出现溢漏坍塌等情况，钻井施工过程中可能遇到窄窗口和溢漏同存的复杂情况，这就需要创新钻井技术来解决这些难题，主要从精细控压钻井工艺、工况模拟装置和系统评价方法、欠平衡控压钻井工艺以及控压钻井方法方面加大研究。
1精细控压钻井技术意义
精细控压钻井技术是国外较先进的前沿钻井技术，在复杂井下情况、压力敏感地层的钻探过程中发挥良好作用，国内西部复杂超深井中普遍存在容易漏失和坍塌薄弱地层、长井段同一壓力系统、窄密度地层层情况，东部油田深海油藏和枯竭油气层钻井中都有很好的应用，这就要求国内从业人员和研究人员加大研究力度，从实际出发，组建创新团队来公关相关技术难题。
2精细控压钻井技术分析
控制压力钻井是对钻井工艺进行改善和优化，通过特殊工艺和地面设备来增加井口回压，对井筒环空压力剖面进行精准控制，以此来保证井底压力的可控性。井底压力保持稳定的原则是控制回压，可通过可能侵入地层流体的性质以及井筒内进入地层流体的量来调整，如果地层酸性气体较多或是较大产气量的情况，可对回压进行适当调整，针对性提升施加压力。在窄窗口地层中，通过回压控制钻井时，钻井液当量循环密度影符合以下规律：
P l>ph> pp> Pe> Pe
其p。为地层坍塌压力当量密度;中、pe、为环空循环压耗、流体柱压力折算得到的当量密度;ph为井口施加回压、环空循环压耗以及液体柱压力和折算得到的当量密度;pp、p1分别为地层漏失压力当量密度和孔隙压力当量密度。
配套的装备是保证实施精细控压钻井的基础，也是工艺实施的关键，以哈里伯顿的精细MPD系统为例，其控压钻井关键装备包括旋转控制装置、回压控制系统、数据采集传递接收系统以及压力闭环控制系统。旋转控制装置主要是通过旋转防喷器和旋转控制头来保证压力控制的安全有效，向井口导人井眼返出液。回压控制系统主要包括压力控制单元、同压泵和节流管汇，对井筒压力和井口回压进行调整、控制，预防井喷和卡钻等事故。数据采集主要是通过PWD随钻测量实现，将井底的压力信号采集后输送到井口。压力闭环控制系统通过通过调整泵排量、钻井液性能和节井口回压等参数，将钻杆内部环空看做密闭承压系统，以此来实现井底压力的闭环控制。
3精细控压钻井技术的创新与应用
中石油钻井技术研究机构进行科技攻关，提出了精细控压钻井技术开发的具体方案和措施，集团公司组织相关专家对精细控压钻井技术相关科技成果进行评价和鉴定，认为具有可行性。该精细控压钻井技术在理论层面有较大突破，在工况模拟与系统评价方法、欠平衡控压钻井工艺方面具有一定先进性。
精细控压钻井技术方面的创新，首先是工艺装备出发，在监测与控制软件系统、井下随钻测量系统、回压补偿以及自动节流等方面，提升井底压力控制精度，形成适合国内发展现状的行业标准和规范，逐步取代国外相关产品。其次，建立钻井、测井、录井一体的控压钻井方法再持续优化，强化作业现场的数据采集，提升实施控制和处理的精确度，将井下复杂预警时间提前，早于常规钻井时间十分钟以上，争取更多的实践来进行安全控制。使其在深部碳酸盐岩水平井多套缝洞组合等情况中能实现良好穿越，提升水平段延伸能力，加大单井产量。
再者，从控压钻井微过平衡作业理念|出发，应用欠平衡控压钻井技术，构建欠平衡精细控压钻井工艺，以实现可控微溢流控压钻井目的下能有效避免窄密度窗口井筒变复杂，提速增效，有效发现储层并实施良好保护。此外，还可从控压钻井工况模拟装置和系统评价方法人手，实现井底与井口压力模式、模拟溢漏、漏失、溢流同村的控压钻进、高节流压力工作模式、主备阀切换等，以此来评价和测试控压钻井装备和工艺，确保产品质量，保障规模应用和安全生产。
精细控压钻井技术已经在国内的川渝、华北和塔里木等地区展开服务和应用，替代了国外同类产品，节能了大量的技术服务费用，节省成本超过70%，在深井复杂地层、窄密度窗口地层以及碳酸盐地层的应用中对溢漏共存等钻井难题能有效解决，有效发现储层并形成良好保护。该技术巾的可控微溢流欠平衡压钻方法、控制方法以及多种溢流识别，能有效保护和发现储层。降低水平井钻井液漏失量，平均复杂处理时间超过66%。井下复杂预警时间提前超过10分钟，有效提升钻井施工的安全性。在应用实践中可以可发现，该技术的应用有效提升机械钻速，甚至达到93%，川渝地区的减少漏失量超过98.9%，在常规钻井无法作业的惰况下能实现安全施工并保证施工效果，在华北地区的应用有效解决了窄窗口问题。
在精细控压钻井技术的创新中，要有效结合硬件装备与工艺，从技术集成系统和技术系列方面加大研究，融合多专业和多学科，钻井企业应加大与高校和科研机构的合作，共同研发，减少失误，加速科研成果转化，确保创新质量。此外，还应聚集高水平科技人才，打造良好的创新网队，充分发挥实验室作用，培训创新文化，提升精细控压钻井技术水平。
参考文献：
[1]晏凌，吴会胜，晏琰，精细控压钻井技术在喷漏同存复杂井中的应用[J].天然气工业，201 5，35（02）：59-63.
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