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控壓鉆井技術(shù)在海上超高溫高壓井中的應(yīng)用

2018-04-11 10:53黃熠楊進(jìn)施山山羅鳴殷啟帥徐東升
石油鉆采工藝 2018年6期
關(guān)鍵詞:環(huán)空井口井筒

黃熠 楊進(jìn) 施山山 羅鳴 殷啟帥 徐東升

1.中國(guó)石油大學(xué)(北京);2.中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司

南海油氣資源豐富,其中鶯歌海盆地和瓊東南盆地高溫高壓天然氣資源量預(yù)計(jì)超過(guò)4萬(wàn)億m3,資源潛力巨大。鶯瓊盆地地處區(qū)域性活動(dòng)斷裂交匯處,地應(yīng)力各向異性強(qiáng)。由于盆地中深層構(gòu)造受到泥底辟活動(dòng)帶的影響,地質(zhì)構(gòu)造和異常壓力成因非常復(fù)雜,井底溫度高達(dá)249 ℃,儲(chǔ)層壓力系數(shù)高達(dá)2.38,是典型的海上超高溫高壓領(lǐng)域[1-2]。超壓地層作業(yè)環(huán)境極為復(fù)雜,壓力窗口低于0.05 g/cm3,甚至是無(wú)作業(yè)窗口,井漏、井涌等井下復(fù)雜情況頻發(fā)。因此,急需開(kāi)展海上超高溫高壓窄壓力窗口鉆井工藝研究。

控壓鉆井作為一種能夠精確控制環(huán)空壓力剖面,安全鉆進(jìn)窄密度窗口地層的技術(shù)手段,已在陸地的塔里木、四川、冀東等地區(qū)和海上的渤海油田等取得了良好的應(yīng)用效果,獲得市場(chǎng)的高度認(rèn)可。但目前尚缺乏該技術(shù)在海上超高溫高壓井中的研究及應(yīng)用,因此針對(duì)海上超高溫高壓井開(kāi)展了控壓鉆井作業(yè)設(shè)計(jì)及應(yīng)用探索。

1 鶯瓊盆地窄壓力窗口鉆井概述

國(guó)內(nèi)一般將溫度超過(guò)150 ℃且地層壓力達(dá)到69 MPa的井定義為高溫高壓井[2-3]。近年來(lái),隨著石油及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)水平大幅提升,高溫高壓井越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在油氣勘探開(kāi)發(fā)中,高溫高壓油氣藏已經(jīng)逐漸成為油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要區(qū)域[4]。我國(guó)的高溫高壓區(qū)塊,陸地以塔里木及川西區(qū)塊為代表,而海上的高溫高壓區(qū)域以南海西部的鶯瓊盆地為代表。南海已鉆探井中有6口井溫度超過(guò)200℃,其中有2口井溫度超過(guò)240 ℃,而實(shí)測(cè)溫度超過(guò)150 ℃的井?dāng)?shù)高達(dá)49口。地層孔隙壓力系數(shù)超過(guò)2.0的井?dāng)?shù)有23口,超過(guò)1.8的有27口。預(yù)計(jì)未來(lái)海洋鉆井中井底溫度超過(guò)175 ℃的井占比至少會(huì)超過(guò)11%。

1.1 鶯瓊盆地儲(chǔ)層溫壓條件

海洋已成為全球油氣資源的重要接替區(qū),而全球海上高溫高壓區(qū)塊主要有英國(guó)北海區(qū)塊、美國(guó)墨西哥灣區(qū)塊以及我國(guó)南海區(qū)塊。南中國(guó)海的鶯瓊盆地由于復(fù)雜的地質(zhì)成因,導(dǎo)致其井底溫度與井底壓力都相對(duì)更高。鶯瓊盆地地溫梯度最高達(dá)5.51℃/100 m,絕對(duì)溫度達(dá)249 ℃,地層壓力系數(shù)高達(dá)2.38。

1.2 鶯瓊盆地鉆井作業(yè)難點(diǎn)

鶯瓊盆地的鉆井作業(yè)是世界公認(rèn)的鉆井難題,平均鉆井周期達(dá)147.85 d,最長(zhǎng)鉆井周期長(zhǎng)達(dá)283.75 d。該盆地井底高溫與高壓條件對(duì)鉆井技術(shù)、鉆具及設(shè)備的耐溫承壓能力、作業(yè)人員的素質(zhì)能力都有極為苛刻的要求。鶯瓊盆地鉆井難點(diǎn):(1)壓力過(guò)渡帶短、起壓快,過(guò)高的鉆井液密度用于平衡地層壓力導(dǎo)致地層塑性增強(qiáng)、機(jī)械鉆速低;(2)壓力窗口窄甚至是沒(méi)有安全作業(yè)窗口,導(dǎo)致作業(yè)過(guò)程中易出現(xiàn)井涌井漏問(wèn)題(如表1);(3)地層壓力預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度低,誤差高達(dá)20%(如圖1);(4)南油海域臺(tái)風(fēng)頻繁,安全作業(yè)時(shí)間窗口極短,且離后勤保障基地距離遠(yuǎn),在惡劣天氣條件下很難對(duì)海上作業(yè)提供支持,惡劣的作業(yè)環(huán)境對(duì)鉆井安全帶來(lái)極大的威脅。由于鶯瓊盆地地層壓力系數(shù)極高,部分已鉆探井目的層孔隙壓力與破裂壓力之間的窗口低于0.05 g/cm3,甚至?xí)霈F(xiàn)目的層位無(wú)窗口的情況,導(dǎo)致常規(guī)鉆完井技術(shù)下出現(xiàn)涌漏同存、井眼廢棄,最終造成大量的財(cái)力與物力損失。表1所示為鶯瓊盆地樂(lè)東區(qū)塊3口高溫高壓探井的地層壓力及安全鉆進(jìn)窗口情況。

針對(duì)以上鉆井難題,南海西部公司率先在南海高溫高壓東方區(qū)塊成功應(yīng)用了控壓鉆井技術(shù),實(shí)現(xiàn)了井底當(dāng)量循環(huán)壓力的精確控制,實(shí)現(xiàn)微過(guò)平衡或微欠平衡鉆進(jìn),極大提高機(jī)械鉆速[5-8]。同時(shí),對(duì)于涌漏同存的復(fù)雜裂縫性地層,采用控壓鉆井技術(shù)有效控制了井底壓力,解決了提密度漏失、降密度溢流的海上高溫高壓鉆井難題[9-11]。

2 海上超高溫高壓控壓鉆井作業(yè)設(shè)計(jì)

考慮到海上高溫高壓井壓力系數(shù)高、井底溫度高等特點(diǎn),在進(jìn)行海上高溫高壓井甚至是超高溫高壓井的控壓鉆井作業(yè)之前,需要針對(duì)控壓鉆井作業(yè)流程進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),以保證控壓鉆井能夠在海上高溫高壓井中順利應(yīng)用,并快速解決涌漏同存,以及常規(guī)鉆井作業(yè)中關(guān)井、求壓、加重或堵漏過(guò)程中鉆具靜止帶來(lái)的黏卡風(fēng)險(xiǎn)等復(fù)雜的鉆完井難題[12]。為實(shí)現(xiàn)井底壓力精細(xì)控制來(lái)解決窄密度窗口鉆完井問(wèn)題,并及時(shí)發(fā)現(xiàn)與靈活處理溢流、井漏等井下復(fù)雜情況,實(shí)現(xiàn)“壓而不死、活而不涌”的高溫高壓鉆井作業(yè),需要對(duì)井底ECD進(jìn)行鉆前預(yù)測(cè)與隨鉆測(cè)量并進(jìn)行施工參數(shù)優(yōu)化[13-14]。同時(shí),為防止控壓設(shè)備失效、井下復(fù)雜等原因?qū)е聼o(wú)法進(jìn)行控壓,需提前做好井控預(yù)案以應(yīng)對(duì)突發(fā)井控狀況[15]。

表1 鶯瓊盆地某區(qū)塊3口井的地層壓力及安全窗口數(shù)據(jù)Table 1 Formation pressure and safety window data of 3 wells in one block of the Yingqiong Basin

圖1 PWD實(shí)測(cè)與鉆前預(yù)測(cè)壓力剖面Fig.1 PWD measurement and pre-drilling pressure predicting profile

2.1 海上極端高溫高壓探井的ECD精確計(jì)算

在海上極端高溫高壓條件下,探井的ECD主要受井筒溫度、鉆井液ESD、鉆井液流變性、巖屑濃度4方面影響[16-18]。為精確計(jì)算極端高溫高壓條件下探井的ECD,分別針對(duì)以上4個(gè)方面的計(jì)算模型進(jìn)行分析研究,并基于4個(gè)模型建立ECD精確計(jì)算的模型。

2.1.1 井筒溫度場(chǎng)模型 鉆井液在井筒內(nèi)的循環(huán)通道主要是鉆柱與環(huán)空,首先鉆井液從水龍頭進(jìn)入鉆柱中,再通過(guò)鉆頭噴出進(jìn)入井底鉆柱與地層之間的環(huán)空,之后鉆井液會(huì)攜帶井底的巖屑沿鉆柱與地層之間的環(huán)空上返至鉆臺(tái)。在整個(gè)井筒循環(huán)過(guò)程中,鉆井液可近似為具有一定邊界條件的熱交換器,鉆井液在井筒內(nèi)循環(huán)時(shí)在不同的區(qū)域均會(huì)發(fā)生一系列熱對(duì)流與熱傳導(dǎo),導(dǎo)致井筒內(nèi)的鉆井液溫度沿井眼軌跡方向不斷變化。

一方面,地層與環(huán)空中的鉆井液進(jìn)行熱量交換;另一方面,環(huán)空中的鉆井液與鉆柱內(nèi)部的鉆井液進(jìn)行熱量交換。如圖2所示可將整個(gè)鉆井液循環(huán)通道分為鉆柱內(nèi)部流道、鉆柱外壁面、井眼環(huán)空區(qū)域、井眼底部區(qū)域、井周地層區(qū)域等5大區(qū)域[19]。

圖2 鉆井液在井筒循環(huán)過(guò)程中的傳熱Fig.2 Heat transfer of drilling fluid in the circulating process in the wellbore

基于熱力學(xué)第一定律,能量守恒方程為

在圓柱坐標(biāo)系下,能量守恒方程轉(zhuǎn)換為

式中,ρ為鉆井液密度,g/cm3;C為比熱,J/(kg·℃);v為速度矢量,m/s;λ為熱傳導(dǎo)率,W/(m·℃);T為溫度,℃;Δ為附加熱源,J;t為時(shí)間,s;vr為柱坐標(biāo)系中沿r方向的速度矢量分量,m/s;vz為縱坐標(biāo)系中沿z方向的速度矢量分量,m/s。

2.1.2 鉆井液當(dāng)量靜態(tài)密度模型 考慮高溫比高壓對(duì)鉆井液ESD的影響更大,建立ESD計(jì)算模型時(shí)主要考慮鉆井液壓力增加的彈性壓縮效應(yīng)與溫度增加的熱膨脹效應(yīng)影響。井底溫度引起的熱膨脹效應(yīng)與壓力場(chǎng)引起的彈性壓縮效應(yīng),對(duì)井筒內(nèi)的鉆井液密度有直接的影響,式(3)為考慮井底溫度與壓力條件下的鉆井液密度計(jì)算模型。

當(dāng)井內(nèi)壓力增加時(shí),井筒內(nèi)的鉆井液體積受到壓縮,在鉆井液總質(zhì)量不變化的情況下其密度升高,稱(chēng)之為彈性壓縮效應(yīng)。當(dāng)井內(nèi)溫度增加時(shí),井筒內(nèi)的鉆井液體積因受熱膨脹而增大,導(dǎo)致鉆井液密度下降,稱(chēng)之為熱膨脹效應(yīng)。式(4)與式(5)為考慮了鉆井液中水、固體顆粒、外加劑多種成分在高溫高壓條件下的密度變化復(fù)合計(jì)算模型[20-21]

其中

式中,ρm為鉆井液初始密度,g/cm3;ρs為環(huán)空流體中固體顆粒初始密度,g/cm3;ρx為環(huán)空流體中固體顆粒外加劑初始密度,g/cm3;ρw為環(huán)空流體中水的初始密度,g/cm3;ρw2為考慮溫度與壓力影響的環(huán)空流體中水的密度,g/cm3;ρs2為考慮溫度與壓力影響的環(huán)空流體中固體顆粒的密度,g/cm3;ρx2為考慮溫度與壓力影響的環(huán)空流體中外加劑的密度,g/cm3;Sw為水在環(huán)空流體中的飽和度;Ss為固體顆粒在環(huán)空流體中的飽和度;Sx為外加劑在環(huán)空流體中的飽和度;T為溫度,℃;p為壓力,MPa。

2.1.3 鉆井液流變性預(yù)測(cè)模型 由于鉆井液的流變曲線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)且近似為一條曲線,考慮鉆井液在高溫高壓條件下的液態(tài)滿足赫巴流體的流動(dòng)特性,以赫巴流體模型為基礎(chǔ)來(lái)描述鉆井液在此種條件下的流動(dòng),通過(guò)考慮高溫高壓條件對(duì)鉆井液流體的動(dòng)切力、稠度系數(shù)及流性指數(shù)的影響來(lái)建立鉆井液在極端高溫高壓條件下的流變性預(yù)測(cè)模型[19]。

鉆井液的表觀黏度赫巴模式計(jì)算模型為[21]

分別從溫度與壓力2個(gè)條件對(duì)鉆井液赫巴流型的表觀黏度影響進(jìn)行分析,從而建立溫度、壓力條件對(duì)鉆井液動(dòng)切力、稠度系數(shù)、流性指數(shù)影響關(guān)系的數(shù)學(xué)模型

式中,μa為表觀黏度,mPa·s;τ0為屈服值,Pa;K為稠度系數(shù),mPa·sn;γ為剪切速率,s-1;n為流性指數(shù);τ01為受溫壓影響后的屈服值,Pa;γ1為受溫壓影響后的剪切速率,s-1;n1為受溫壓影響后的流性指數(shù)。

2.1.4 巖屑濃度對(duì)井底壓力的影響 在正常控壓鉆井鉆進(jìn)過(guò)程中,井眼環(huán)空內(nèi)的流體實(shí)際為固液兩相流。環(huán)空流體中巖屑的存在,產(chǎn)生了附加的井底壓力,附加的井底壓力大小與巖屑的濃度密切相關(guān),正常鉆進(jìn)時(shí)的井底壓力主要由鉆井液靜液柱壓力、巖屑產(chǎn)生的附加井底壓力、環(huán)空壓耗3部分組成[19]

基于固液兩相流理論,根據(jù)環(huán)空內(nèi)巖屑濃度與鉆井液環(huán)空返速的關(guān)系,可得環(huán)空內(nèi)巖屑濃度計(jì)算公式[21]

將式(14)表示為當(dāng)量密度的形式

式中,pbh為井底壓力,MPa;ρm為鉆井液密度,kg/m3;g為重力加速度,N/kg;H為井底所在垂直深度,m;ρc為巖屑密度,kg/m3;Ca為巖屑濃度;Δpf為環(huán)空壓耗,MPa;R為機(jī)械鉆速,m/s;D1為井眼直徑,m;D2為鉆桿直徑,m;D3為鉆頭直徑,m;v1為鉆井液環(huán)空返速,m/s;v2為巖屑平均下滑速度,m/s。

2.2 施工參數(shù)優(yōu)化

由于控壓鉆井技術(shù)是通過(guò)在井口加裝旋轉(zhuǎn)防噴器來(lái)密封井口,使其在鉆進(jìn)中能夠保持一定的井口回壓,通過(guò)節(jié)流閥開(kāi)度的調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)井底有效壓力的精確控制。因此,施工參數(shù)優(yōu)化主要考慮鉆井液密度與井口回壓值兩個(gè)方面。首先依據(jù)全井的地層壓力與破裂壓力預(yù)測(cè)及隨鉆監(jiān)測(cè)結(jié)果,確定各層位深度的安全鉆井液密度窗口大小,在保證地層不涌不漏的原則下,進(jìn)行不同井深及不同鉆井液排量的操作窗口模擬,從而確定出各個(gè)層位深度處合理的鉆井液密度值[22-24],如圖3所示。

再依據(jù)井口壓力不超過(guò)井口設(shè)備及管線額定工作壓力等安全工作原則,在預(yù)測(cè)井筒循環(huán)壓耗基礎(chǔ)上,基于井底壓力高于地層壓力0~1 MPa的理論經(jīng)驗(yàn),確定開(kāi)泵及關(guān)泵2種工況下的井口回壓值大小,原則上要求鉆進(jìn)時(shí)井口回壓控制在0~3 MPa,接單根時(shí)井口回壓控制在2~5 MPa,余量30%,井口回壓最高5 MPa。理論及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明,控壓鉆井以“微過(guò)平衡、微漏失狀態(tài)”為設(shè)計(jì)原則。通過(guò)采用略低于常規(guī)鉆井液密度的鉆井液進(jìn)行近平衡鉆井,當(dāng)停泵接單根時(shí),通過(guò)地面加回壓使得井底壓力保持平衡或微過(guò)平衡狀態(tài)?;谝韵?項(xiàng)基本設(shè)計(jì)原則,進(jìn)行控壓鉆井技術(shù)施工參數(shù)的設(shè)計(jì)。

圖3 ?212.7 mm井段安全鉆井液窗口分析Fig.3 Analysis on the safety window of drilling fluid in the ?212.7 mm hole section

(1)井底壓力必需滿足裸眼段安全鉆井液密度窗口(如式(16)所示),以平衡地層孔隙壓力及地層坍塌壓力,防止出現(xiàn)類(lèi)似溢流、井漏、坍塌等井下復(fù)雜情況

式中,pp為地層孔隙壓力,MPa;pc為地層坍塌壓力,MPa;pf為地層破裂壓力,MPa;pl為地層漏失壓力,MPa。

(2)最大井口控制回壓必須嚴(yán)格控制在旋轉(zhuǎn)防噴器(RCD)等其他設(shè)備的額定工作壓力內(nèi),當(dāng)井口回壓超過(guò)選裝防噴器或節(jié)流管匯的額定工作壓力時(shí),必須采用常規(guī)井控技術(shù)來(lái)控制井筒壓力,以防止井涌等復(fù)雜事故的發(fā)生。

(3)井筒環(huán)空壓力必須小于80%的套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度,以保證在整個(gè)鉆完井作業(yè)過(guò)程中井筒的安全。

(4)施工參數(shù)的設(shè)計(jì)必須滿足環(huán)空流型控制原則,在理想情況下近井口井筒環(huán)空氣液兩相流的流型為泡狀流狀態(tài),或者出現(xiàn)少量的段塞流。

2.3 應(yīng)急井控設(shè)計(jì)

控壓鉆井在正常鉆進(jìn)過(guò)程中遇到以下3大類(lèi)情況時(shí),需要進(jìn)行井控處理。

(1)井下復(fù)雜情況。當(dāng)鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生井漏導(dǎo)致鉆井液大量漏失,井筒內(nèi)液柱壓力急劇減小時(shí)需要進(jìn)行控壓處理,降低井底有效液柱壓力,減緩甚至是防止漏失;當(dāng)鉆進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)溢流,井筒內(nèi)鉆井液流體中進(jìn)入大量氣體時(shí),井內(nèi)液柱壓力無(wú)法平衡地層壓力,需要進(jìn)行井控處理平衡地層流體,抑制溢流的繼續(xù)發(fā)生。

(2)控壓裝備失效。當(dāng)控壓鉆井設(shè)備發(fā)生損壞失效,如控壓鉆井設(shè)備的旋轉(zhuǎn)防噴器密封失效導(dǎo)致井內(nèi)循環(huán)無(wú)法建立時(shí),要執(zhí)行應(yīng)急措施進(jìn)行井控處理。

(3)控壓鉆井技術(shù)終止使用。在以下幾種情況中需要終止控壓鉆井技術(shù)的使用:①當(dāng)鉆遇大裂縫時(shí),井內(nèi)井漏嚴(yán)重,無(wú)法找到微漏鉆進(jìn)平衡點(diǎn),導(dǎo)致控壓鉆井不能正常進(jìn)行;②控壓鉆井設(shè)備不能滿足控壓鉆井要求;③實(shí)施控壓鉆井作業(yè)中,如果井下頻繁出現(xiàn)溢、漏復(fù)雜情況,無(wú)法實(shí)施正??貕恒@井作業(yè);④井眼、井壁條件不滿足控壓鉆井正常施工要求時(shí)。

3 控壓鉆井在海上超高溫高壓井的成功實(shí)踐

為了評(píng)價(jià)控壓鉆井在海上高溫高壓井中的適用性,以及解決南海西部油氣田高溫高壓區(qū)塊窄壓力窗口地層作業(yè)難的問(wèn)題,南海西部公司率先在南海東方區(qū)塊X1井成功應(yīng)用了控壓鉆井技術(shù),通過(guò)控壓鉆井技術(shù)實(shí)現(xiàn)了井底當(dāng)量循環(huán)壓力的精確控制,控制流程見(jiàn)圖4。

圖4 控壓鉆井井控流程Fig.4 Flow chart of MPD well control

3.1 控壓鉆井設(shè)備安裝

海上高溫高壓區(qū)塊首次控壓鉆井技術(shù)應(yīng)用,選用的作業(yè)平臺(tái)是我國(guó)最新一代的HYSY94系列自升式鉆井平臺(tái)。由于海上鉆井作業(yè)空間極度受限,因此需要對(duì)控壓鉆井設(shè)備進(jìn)行選型,并在有限的空間內(nèi)對(duì)鉆井平臺(tái)進(jìn)行改造以保證控壓設(shè)備能夠順利安裝。平臺(tái)改造內(nèi)容包括甲板開(kāi)孔、泥漿泵房泵沖計(jì)數(shù)器改造、電力改造、立管改造、錄井及固井等多項(xiàng)改造??貕恒@井設(shè)備主要在五開(kāi)目的層鉆進(jìn)期間進(jìn)行控壓鉆進(jìn)應(yīng)用,因此在五開(kāi)作業(yè)前進(jìn)行控壓鉆井設(shè)備在線安裝,并模擬控壓作業(yè)流程對(duì)各設(shè)備進(jìn)行承壓能力測(cè)試,確保各設(shè)備滿足控壓作業(yè)要求,如表2所示為離線及在線安裝過(guò)程承壓測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)流程。

表2 控壓鉆井設(shè)備離線與在線安裝測(cè)試流程與標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Flow chart and standard of off-line and on-line installation and testing of MPD equipment

3.2 控壓鉆井設(shè)備應(yīng)用

在X1井控壓鉆井技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中,通過(guò)對(duì)井口回壓進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了井底壓力的精準(zhǔn)控制,同時(shí)避免了溢流、卡鉆、井漏的風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥開(kāi)度施加回壓,動(dòng)態(tài)提高井底當(dāng)量密度進(jìn)行承壓試驗(yàn),壓力波動(dòng)控制在6.89 kPa內(nèi),實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)控制井底壓力;多次憋壓起鉆,避免因起鉆抽吸而誘發(fā)井涌、溢流,節(jié)省了開(kāi)泵起鉆時(shí)間,減小了接立柱期間的卡鉆風(fēng)險(xiǎn);井口控制回壓827 kPa,提高井底當(dāng)量0.02 g/cm3,抵消起鉆抽吸引起的影響,為安全電測(cè)帶來(lái)作業(yè)窗口。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

X1井鉆進(jìn)期間,通過(guò)控壓鉆井裝置監(jiān)測(cè)井漏和溢流,循環(huán)過(guò)程中通過(guò)控壓鉆井技術(shù)能夠盡早反映返出鉆井液密度和是否含氣體,以便能夠很快對(duì)鉆井液進(jìn)行處理,同時(shí)鉆井液不經(jīng)過(guò)平臺(tái)返出口,出現(xiàn)井涌時(shí)減小了噴出轉(zhuǎn)盤(pán)面的風(fēng)險(xiǎn)。在目的層?212.7 mm井段鉆進(jìn)過(guò)程中,通過(guò)控制井口回壓的方式進(jìn)行鉆完井作業(yè),提高了作業(yè)時(shí)效,本井段作業(yè)設(shè)計(jì)13 d,實(shí)際10.63 d。

X1井目的層預(yù)測(cè)壓力系數(shù)2.1~2.2 g/cm3,以2.08 g/cm3的鉆井液密度鉆進(jìn)時(shí)最大氣測(cè)值4.2%,通過(guò)控壓鉆井裝置監(jiān)測(cè)鉆開(kāi)砂體后無(wú)溢流現(xiàn)象。鉆進(jìn)期間最大單根氣23.8%,循環(huán)提高鉆井液密度至2.16 g/cm3,靜止觀察1 h,計(jì)量罐累計(jì)增加0.66 m3,繼續(xù)提高鉆井液密度至2.24 g/cm3后短起,下鉆到底循環(huán)最大后效氣2.6%,靜止觀察1.25 h,計(jì)量罐累計(jì)增加0.05 m3,提高鉆井液密度至2.26 g/cm3后通過(guò)控壓鉆井裝置控制井筒回壓起鉆。

4 結(jié)論

(1)控壓鉆井技術(shù)的作業(yè)設(shè)計(jì)需要結(jié)合鶯瓊盆地的技術(shù)難點(diǎn),在考慮高溫高壓的條件下進(jìn)行ECD精確預(yù)測(cè)、施工參數(shù)設(shè)計(jì)以及應(yīng)急井控設(shè)計(jì)。

(2)控壓鉆井技術(shù)可為鉆完井作業(yè)節(jié)約時(shí)間和作業(yè)成本,提高機(jī)械鉆速,縮短鉆井周期,通過(guò)憋壓起鉆及控制井口回壓的方式保證井下作業(yè)的安全。

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