EC Drill在挪威北海油田的首次運用

摘 要：運用雙梯度鉆井技術可以有效避免常規鉆井過程中所引起的一系列復雜情況，目前國內外對雙梯度鉆井技術在現場成功應用的介紹基本沒有，本文通過介紹ECDRILL鉆井技術（簡單雙梯度鉆井技術）在挪威北海油田的首次成功運用，為以后我國現場應用和科研開發提供一點經驗參考。

關鍵詞：雙梯度鉆井；ECDRILL

為滿足世界油氣的增長，增大資源的接替量，隨著深水油氣鉆探活動的增加，勘探者們發現常規的鉆井技術已經不能滿足對更深地質目標的鉆探，于是提出了采用雙梯度鉆井技術來滿足鉆更深的、更復雜井的要求。

1 EC DRILL鉆井技術和常規鉆井技術對比

1.1 ECDRILL鉆井和常規鉆井概念介紹

常規鉆井技術是指在整個井眼中（包括隔水管內）只有一個液柱壓力梯度值，即整個井筒內包括隔水管內都被一種液柱壓力梯度所填滿，為單梯度鉆井；而ECDRILL通過調節隔水管的液面，隔水管內可以不再被鉆井液填滿，而產生一段空隙，該空隙內就是空氣，即從轉盤內井口開始到隔水管內某深度無液體，為氣液分界面，然后從分界面到井底為鉆井液填充，即整個井筒內有2種壓力梯度的存在，即為雙梯度鉆井。ECDRILL產生兩種壓力梯度也屬于DGD鉆井技術的一種。

1.2 ECDRILL的優點

ECDRILL時是以分界面為參考點，孔隙壓力和破裂壓力之間的區域也將變寬，鉆井時的窗口也將會增大，能保持井底壓力恒定的同時，更好的控制ECD。ECDRILL有幾下優點：

①有效的保持井底壓力恒定；②更換的控制ECD；③增加機械鉆速；④增加隔水管余量；⑤減少下套管的層次；⑥減少非生產時間（減少漏失等）；⑦可以鉆更深的井眼深度。

2 ECDRILL北海油田的現場應用

ECDRILL所用的北海油田區塊開采時間已經很長，地層應力衰減也相對較快，孔隙壓力與破裂壓力的窗口也很窄，常規鉆井容易引起井漏等復雜情況，故挪威國油使用此技術，成功完成了8-1/2井眼的鉆進，井斜角90，水平位移接近4000米。

2.1前期準備

挪威國油對其項目進行技術論證和項目準備。對承鉆的鉆井平臺而言，主要是完成隔水管的改造，隔水管的改造是對要使用的隔水管進行返出管線的增加，該管線如同其它幾條隔水管上的管線一樣，通過隔水管的連接而延伸至平臺，而這條附加的管線的也使采用鵝頸管的形式最終連接至平臺上，與阻流/壓井連接方式相同。也需要對一條隔水管進行改造，使附加在該隔水管上的水下泵組能夠從該隔水管內吸入液體。

2.2 現場應用

在使用常規鉆井，鉆穿10-3/4 尾管水泥塞，進入新地層時開始使用ECDRILL。ECDRILL可以通過TOPFILLPUMP以及SUBSEAPUMP調節排出流量，很容易實現從常規鉆井到簡單雙梯度鉆井ECDRILL的模式進行轉換。

對于鉆井過程中所可能產生的井控，挪威國油的基本原則是快速切換至常規鉆井模式進行操作，并對使用此技術可能遇見的問題做了充分的風險分析與控制。以處理隔水管內氣體為例。當氣體的濃度達到20LEL時，提升隔水管內的液面。

處理隔水管內氣體基本程序：

①通知ECDRILL操作人員和泥漿錄井；②ECDRILL操作者與鉆井泵房倒相關管線；③鉆頭提離井底，降低泵速（如有必要），打開增壓管線，關閉TOP FILLPUMP，關閉轉噴器；④ECDRILL操作者改變ECDRILL控制系統的設置參數，用于提高隔水管液面；⑤使用泥漿泵始終保持循環直至隔水管內以被液面所填滿。此時注意當隔水管內被填滿時的ECD不會超過地層破裂壓力，注意隔水管內的壓力；⑥當隔水管內的氣體被排完時，停止泵入（放噴管線上安裝有氣體監測探頭）；⑦改變ECDRILL系統中的參數，根據指令開始降低隔水管內的液面；⑧當隔水管內的液面降低到要求高度并穩定后，開始正常鉆進。

鉆進過程中接立柱，接完立柱后，開泵循環，回流管上的氣體監測儀顯示最大只有10%LEL，而此時安裝在隔水管上部的氣體監測探頭以顯示有超過20LEL。鉆臺與ECDRILL操作者配合迅速灌滿隔水管，轉換至常規鉆井模式。

停止鉆進，保持循環，觀察上部隔水管氣測值下降至正常后，鉆臺與ECDRILL操作者配合將隔水管內的液面降至作業者要求距離。后隔水管內液面穩定后繼續保持ECDRILL鉆井模式繼續鉆進。

此外，在接立柱這個過程中，利用ECDRILL可以監測到井內是否有漏失的發生，ECDRILL控制系統利用在U-TUBE效應下井內流體隨SPM泵組返出到活動池體積進行監控，提前發現漏失或者溢流。

3 結論

Cosl Innovator成功使用ECDRILL完成了鉆進工作，鉆井過程中無漏失、無溢流等復雜情況的發生。簡單雙梯度鉆井ECDRILL由于隔水管內的液面可以隨時調節，進入常規鉆井模式，使用該系統時對井控以及應急情況發生時能更好的應對。據悉后續挪威國油還將對ECDRILL進行更多的測試，包括將隔水管內完全替為海水鉆進（DGD）等。

參考文獻：

[1]盧春陽，狄敏燕，朱炳蘭，張宗林.超深水海洋雙梯度鉆井技術.鉆采工藝，2001，24（4）：25-26.

作者簡介：

鐘磊（1983- ），男，2007年畢業于西南石油大學石油工程專業，獲學士學位，中級工程師。