控压钻井论文

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1、控压钻井技术分析摘要：控压钻井技术是当前最先进的钻井技术之一，它是在欠平衡钻井技术的基础上发展起来的。文章从基本概念、工作原理出发，对比了两者的分类、主要设备、应用目的、优缺点、适用范围、发展关键要素等。这有助于弄清它们的异同点，在充分利用现有欠平衡钻井技术的同时，更快更好地发展控压钻井技术，解决钻井中的难题。控压钻井技术因其可有效降低窄密度窗口钻井喷、涌同层钻井工程复杂、提高钻井时效，已成为近年国内钻井新技术研发热点。控压钻井工艺有多种形式，包括井底恒定压力控压钻井、连续循环钻井和双梯度压力钻井。关键词：控压钻井，欠平衡钻井，压力控制，发展要素，对比分析1、控压钻井技术原理控压钻井技术是一

2、项改进的钻井程序，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面。其目的在于确定井底压力窗口，精确控制环空压力剖面。其工作原理为：在控压钻井的封闭循环系统中，钻井液从钻井液池通过钻井泵进入立管下降到钻杆，通过浮阀和钻头上部的环空，然后从旋转控制装置下方的环形防喷器流出。再通过一系列的节流阀，到振动筛或脱气装置，最后回到钻井液池。环空中的钻井液液柱压力通过使用和节流管汇，被保持在钻井泵出口和节流阀之间。旋转控制装置允许管柱和全部钻柱旋转，所以立管、钻杆和钻柱能连续工作、在此过程中,主耍通过对回压、流体密度、流体流变性、环空液位、水力摩阻和井眼儿何形态的综合控制，使整个井筒的压力维持在地层孔隙压力和破裂压

3、力之间，进行平衡或近平衡钻井，解决钻井中的难题。2、控压钻井技术分类控压钻井包括多种钻井方式，其操作不同，适用性也不同。带泥浆帽钻井(PMCD)是高压裂缝性油藏的有效钻井手段。在此类油藏中，裂缝十分发育，部分裂缝甚至可能延伸到其他的井。钻井液和储层流体的密度差造成钻头附近过平衡状态的增加，随着部分裂缝的衰竭，同一裸眼井段屮裂缝之间压差变大，可能引发先漏后涌，或者裂缝之间流体的交叉流动，极大地增加了操作的复杂性。在PMCD操作中，采用低密度钻井液钻衰竭层段，然后采用高密度钻井液将低密度钻井液压入漏失层段，继续钻进，所有低密度钻井液和流入井眼的流体都被压入衰竭地层。PMCD适用于：碳酸盐岩高压裂

4、缝性油藏；钻井液全部或部分丧失循环；含有H2S等酸性气体;容纳钻井液、钻屑及地层流体的裂缝最好是非生产性裂缝PMCD极大提高完全或接近完全漏失地层操作的安全性，有效保护储层。井底压力恒定的控制压力钻井(CBHPMPD)是MPD中另一种主要技术，主要为了解决窄密度窗口及其相关问题，适用于：常规地层孔隙压力与破裂压力Z间钻井液密度窗口狭窄；含有H2S等酸性气体；采用动态环空压力控制系统，处理相对不太了解井下压力环境的情况。出于HSE的原因，要求封闭的钻井液返回系统。3、控压钻井与欠平衡钻井控压钻井起源于欠平衡钻井，二者有类似之处，许多欠平衡设备同样适用于控压钻井作业，且控压钻井发展初期主要依靠欠

5、平衡钻井理论和设备，但是这两种工艺从压力控制目标、实现目标的装备配套等方面均有一定区别。更重要的是这两种工艺从井底压力控制目标、施工目的、设备配置与地质工程效果等方面存在差别。(1)、对井底压力控制的区别：控压钻井属于过平衡钻井，通过精确控制钻进、起下钻作业过程中的环空压力剖面，保持井底压力大于或等于地层的孔隙压力。而欠平衡钻井过程中井底压力小于地层的孔隙压力，允许地层流体进入井筒，有效控制循环至地面处理实施边喷边钻，而控压钻井过程中地层没有流体产出。(2)、施工目的不一样：欠平衡钻井主要解决储层伤害问题，提高机械钻速。控压钻井主要是为了解决窄安全密度窗口带来的井漏、井塌、卡钻、井涌等井下复

6、杂问题，因为作业时采用闭式压力控制系统，更适合于控制井涌、井漏，通过动态压力控制或自动节流控制,可以快速控制地层流体侵入井内，安全性高。(3)、装备配套的区别：大多数情况下，欠平衡设备可用于控压钻井，而为控压钻井所设计的分离设备的处理能力较小，但其它配套设备更为复杂。欠平衡钻井中所采用的辅助流动管线、储备罐及地质取样设备在控压钻井中不需要。控压钻井的目标是对井筒压力进行精确控制，以保持钻井作业各个状态井底压力的恒定。实现控压钻井目标，除欠平衡钻井所需的旋转防喷器之外，还需要一些关键装备的配套才能实现：井底压力随钻测量系统，地面自动节流控制系统，柱塞泵压力补偿系统，地而数据采集以及数据处理、软

7、件支持与信号指令系统等。（4）、地质工程效果方面的区别：欠平衡钻井能够获得地层地质特征参数与综合地质分析；而控压钻井是将地层流体压制在地层中，因此对产层的识别以及岩石物性不能直接进行评估，但可通过随钻测井仪进行储层评估。4、压力控制原理钻井过程中，井筒中任一点的环空压力由井筒液柱压力、环空循环压耗（钻井液循环时的环空流动阻力）、井口回压、循环过程中产生的压力波动（如激动压力、抽吸压力、侵入井内地层流体引起的压