裂縫性儲層控壓鉆井技術(shù)及應用

仇亞治（長城鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務公司，遼寧盤錦 124010）

裂縫性儲層控壓鉆井技術(shù)及應用

仇亞治（長城鉆探工程公司鉆井技術(shù)服務公司，遼寧盤錦 124010）

裂縫性儲層是存儲石油天然氣的天然冰箱，找到這樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，離發(fā)現(xiàn)石油就不遠了，但是該種地質(zhì)結(jié)構(gòu)開采的安全窗口小，地下結(jié)構(gòu)不明確，極易破壞儲層結(jié)構(gòu)，相比其他鉆井技術(shù)，控壓鉆井技術(shù)利用井口處壓力管理，實現(xiàn)井下壓力處在可以出油范圍之內(nèi)，實現(xiàn)高效安全出油。

裂縫性儲層；控壓鉆井；控制

1 引言

裂縫性儲層是有可能藏有巨大的石油天然氣，一般在殘酸鹽和碎屑巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)中都有裂縫性儲層，但是在這些儲層中，一部分經(jīng)過長年的積層，儲層已經(jīng)為泥土或其它巖石填充了，缺乏儲油的空間，變成了一些閉合儲層。有空間的裂縫卻占的比例很少，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫性儲層，可能其中就蘊藏著豐富的石油和天然氣，但是這種油井開采的安全密度窗口較小，［1］井下的地質(zhì)構(gòu)造不確定，極易破壞儲層，所以裂縫性儲層的有效性評價是考察該油井的開采是否有意義。

2 控壓鉆井技術(shù)的基本概念

控壓鉆井技術(shù)在上個世紀50年代已經(jīng)出現(xiàn)，在2004年的鉆井會議上被提出，并稱為鉆井過程中的控制壓力鉆井的三大體系之一，經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，控壓鉆井技術(shù)已經(jīng)逐步形成了以恒定井底壓力技術(shù)、加壓泥漿帽鉆井技術(shù)、雙梯度鉆井技術(shù)和健康安全環(huán)境技術(shù)為主的工藝體系，該項鉆井技術(shù)綜合調(diào)節(jié)井口套管壓力，水力摩擦及流體密度等，從而保持井眼壓力可以源源不斷的壓出油來，該種技術(shù)還可以嚴控地下河流等侵蝕，降低井下壓力過大而導致的井涌等鉆井問題，對安全密度窗口較小的裂縫性儲層的開采十分有益。控壓鉆井技術(shù)的概念版本很多，但總體意思就是精細化管理井下壓力，使其保持在所需的范圍之內(nèi)，該項技術(shù)涉及到過過、近、欠三種非平衡鉆進工藝技術(shù)。

3 裂縫性儲層采用常規(guī)鉆井技術(shù)存在的問題

首先，容易破壞儲層，各個縫隙的大小不一，結(jié)構(gòu)各異，其中填充物的密度不一，壓力結(jié)構(gòu)不均，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜，鉆頭進入的過程將遇到不同的問題，導致井液流失，容易破壞儲層，導致后期的產(chǎn)油量。其次，壓力管理難度大，當裂縫角度小時，井下原油中含有的氣體和液體有密度差，導致出現(xiàn)諸如置換性漏失的儲層漏失，氣體不斷侵入地層。由凝析油氣相態(tài)圖可知，當環(huán)境壓力低于泡點壓力時，氣相從液相中分離出來，而氣體具有可壓縮性，井底壓力進而下降，致使越來越多的地層氣體涌入環(huán)空，氣體帶壓上升，這是一個惡性循環(huán)的動態(tài)過程，井口表現(xiàn)為井涌，甚至井噴，這就要求井口設備具有較高的承壓能力；最后，卡鉆的現(xiàn)象。［3］由于壓力不穩(wěn)定，氣液密度不一，氣體向上運動在井口附近形成旋流，將攪動井口附近的地層泥漿，一起上行運動，造成問題現(xiàn)象發(fā)生。

裂縫性儲層采用常規(guī)鉆井技術(shù)存在上述問題，但是控壓鉆井技術(shù)通過壓力動態(tài)管理，實現(xiàn)鉆井高效、安全。

4 相比其他技術(shù)，控壓鉆井技術(shù)優(yōu)點

控壓鉆井技術(shù)是精細化管理進口部壓力，從而針對不同的工況需要，準確管理井下的狀態(tài)是欠、近還是過平衡狀態(tài)，該種技術(shù)可操作性強，安全、可靠、效率高。相比其他鉆井技術(shù)，控壓鉆井技術(shù)具有以下優(yōu)點：

首先，不易破壞儲層，控壓鉆井技術(shù)采用小流量監(jiān)控，第一時間發(fā)現(xiàn)油液是否有溢出或是泄露等，當出現(xiàn)了油液的溢出或是泄露時，自動控制系統(tǒng)將及時反饋相關(guān)信息，迅速調(diào)節(jié)井口閥門，精細化地應對井下壓力變化，動態(tài)變化工作系數(shù)，具有動態(tài)調(diào)控性。其次極易管理井下壓力，控壓鉆井技術(shù)動態(tài)管控井下工作系數(shù)，通過計算，將壓力控制在出油的動態(tài)平衡狀態(tài)，實現(xiàn)了井下壓力可控，鉆井作業(yè)可靠安全；最后，提高產(chǎn)油效率，當起鉆等作業(yè)時，井口部進行自循環(huán)，利用壓力泵補償循環(huán)壓力損失，保持井下壓力處在一定范圍的狀態(tài)之中，降低因為壓力變化導致的井下氣體上行，從而減少卡鉆的可能；另外，據(jù)研究表明，控壓鉆井技術(shù)在處理井漏等鉆井復雜情況時具有較好的時效性，大幅提高了水平井段的延伸能力，鉆井液漏失量僅為欠平衡鉆井的1.7%。

5 控壓鉆井技術(shù)所需設備

控壓鉆井技術(shù)所需的設備根據(jù)鉆井型號不同而有差異，與現(xiàn)實環(huán)境有關(guān)系，油層深度、油層壓力等，實施的過程中，往往采用動態(tài)壓力控制系統(tǒng)來控制地面的環(huán)空壓力，以便保持井底壓力的恒定，該系統(tǒng)由以下幾個方面組成：合理精準的水力學計算模型、旋轉(zhuǎn)控制裝置、鉆井液返出臺。調(diào)節(jié)閥處于安全可靠的考慮使用自動控制的電磁閥，這樣有效的保證作業(yè)安全，還有壓力泵的作用就是該系統(tǒng)的心臟，源源不斷地向系統(tǒng)里提供壓力源，為管理井下油壓提供條件。簡言之，控壓鉆井技術(shù)借鑒了非平衡油井鉆井工藝，其很多設備也是非平衡鉆井工藝中使用的設備，利用調(diào)節(jié)閥和壓力泵調(diào)節(jié)管理井下壓力，使之保持一定的壓力狀態(tài)。

6 結(jié)語

裂縫層儲層廣泛地存在于我們這個地球上，但是這種儲層是上億年前的形成，經(jīng)過長期的沉淀，一些裂縫層已經(jīng)被填充滿，不具備儲油條件，只有少部分的裂縫層因為特殊的地質(zhì)構(gòu)造而蘊藏著大量油氣，這些裂縫儲層存在安全窗口小等特點，控壓鉆井技術(shù)是一種可以準確檢測井口壓力流，迅速反饋壓力流的狀態(tài)，經(jīng)過計算系統(tǒng)的精細分析判斷，得出是否進行壓力補償，該種技術(shù)最大可能的提高了油井的出油率，延長了油井的出油周期，具有很好的經(jīng)濟和社會效益，這種精細程度正好滿足裂縫性儲層安全窗口小的特點。

［1］宋巍，李永杰，靳鵬菠，李皋，魏納，趙向陽，劉金龍.裂縫性儲層控壓鉆井技術(shù)及應用［J］.斷塊油氣田，2013，03：362-365.

［2］趙文莊.塔中壓力敏感性儲層控壓鉆井技術(shù)研究［D］.西南石油大學，2010.