欠平衡鉆井井底壓力控制技術(shù)

胡征

摘要：隨著我國(guó)油田經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鉆井技術(shù)已經(jīng)得到了完善和改進(jìn)。欠平衡鉆井技術(shù)在鉆井過(guò)程中有著顯著的優(yōu)點(diǎn)，但是欠平衡鉆井技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定性的要求非常高，而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中影響井底壓力的因素非常多，這些因素的存在導(dǎo)致欠平衡鉆井技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，因此需要對(duì)造成壓力波動(dòng)的因素進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，能夠有效完善欠平衡鉆井技術(shù)在鉆井過(guò)程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：欠平衡鉆井;控制技術(shù);井底壓力

在進(jìn)行欠平衡鉆井過(guò)程中，井底壓力和地層孔隙壓力會(huì)形成壓差狀態(tài)，壓差狀態(tài)的存在能夠有效保護(hù)油氣層。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果欠壓值出現(xiàn)不合理，造成壓差過(guò)大，就會(huì)對(duì)地層以及地面設(shè)備造成很大影響，以至于增加施工風(fēng)險(xiǎn)。如果壓差過(guò)小就會(huì)引起井底壓差波動(dòng)，對(duì)欠平衡鉆井造成影響，進(jìn)而對(duì)油田儲(chǔ)集層造成傷害。因此在進(jìn)行欠平衡鉆井過(guò)程中要確定欠壓值，影響井底壓力波動(dòng)的不確定因素非常多，必須要依靠足夠的手段來(lái)控制井底壓力，避免井底壓力出現(xiàn)較大波動(dòng)，是保證欠平衡鉆井施工最為有效的手段。

1井底壓力控制技術(shù)

1.1井底壓力監(jiān)控法

在進(jìn)行欠平衡鉆井過(guò)程中，需要依靠PWD技術(shù)對(duì)井底壓力進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓力控制，當(dāng)井底壓力處于欠平衡狀態(tài)時(shí)，可以利用該方法對(duì)井底壓力進(jìn)行控制，井底壓力監(jiān)控法是一種最直接、最準(zhǔn)確的方法。如果存在以下幾種情況，僅是依靠地面壓力很難估算出井底壓力，需要通過(guò)井底壓力檢測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力控制。

在進(jìn)行鉆井過(guò)程中，采用井底動(dòng)力鉆具會(huì)受到馬達(dá)壓力損耗的影響，因此很難通過(guò)地層壓力來(lái)表示井底壓力，需要采用PWD技術(shù)對(duì)井底壓力進(jìn)行檢測(cè)，從而確定井底壓力的大小。

利用欠平衡鉆井技術(shù)對(duì)大斜度定向井或者大位移井進(jìn)行鉆井時(shí)，會(huì)受到井眼清洗條件的影響，導(dǎo)致在水平段的壓力耗損較大，合理利用PWD技術(shù)能夠有效判斷水平段是否出現(xiàn)欠平衡狀態(tài)。

PWD技術(shù)能夠?qū)讐毫M(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)結(jié)果顯示井底處于過(guò)平衡狀態(tài)時(shí)，井底壓力與地層壓力之間沒(méi)有必然聯(lián)系，因此降低立壓值能夠引起PWD技術(shù)所檢測(cè)的井底壓力降低，但井底有可能處于正壓差狀態(tài)。雖然PWD技術(shù)能夠有效對(duì)井底壓力進(jìn)行檢測(cè)，但是由于該設(shè)備的運(yùn)行成本較高，因此在國(guó)內(nèi)并沒(méi)有得到大范圍使用。

1.2井眼出流量控制法

地層是否有流體產(chǎn)生是衡量井底是否處于欠壓狀態(tài)的條件，如果地層內(nèi)有持續(xù)流體產(chǎn)出，說(shuō)明地層處于欠平衡狀態(tài)。合理控制地層流量保持在少量的增長(zhǎng)狀態(tài)，不僅有利于保持井眼出流量穩(wěn)定，而且還能夠有效降低設(shè)備壓力，通過(guò)控制井眼出流量，保持井底有小流量采出，能夠有效控制欠平衡壓力鉆井控制。

但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，井眼出流量會(huì)包含氣體出流和液體出流兩個(gè)方面，如果僅是單純的液體出流，那么對(duì)其壓力控制比較簡(jiǎn)單，如果出流中還有氣體，那么在理論上和操作上對(duì)其控制就比較復(fù)雜。在進(jìn)行控制過(guò)程中，在同一單位時(shí)間內(nèi)，需要將流量控制在合理范圍之內(nèi)，才能有效進(jìn)行井底壓力控制，該方法的使用不管是在理論上還是流量檢測(cè)設(shè)備上都需要進(jìn)行完善和改進(jìn)，目前該方法并沒(méi)有得到廣泛使用。

1.3立管壓力控制法

在進(jìn)行欠平衡鉆井過(guò)程中，環(huán)空中除鉆井液之外還會(huì)存在巖屑以及氣體，具有三相流動(dòng)特性，因此在計(jì)算環(huán)空中三相流對(duì)經(jīng)濟(jì)壓力造成的影響比較麻煩，需要擁有專業(yè)的模型、軟件、計(jì)算機(jī)以及操作人員來(lái)完成，所計(jì)算出的結(jié)果也無(wú)法保證精確性。

通常情況下，當(dāng)欠平衡鉆井液中含有氣、液、固三相分離系統(tǒng)時(shí)，能夠?qū)⒕畠?nèi)所采出的流體進(jìn)行氣、固分離，可以有效確保入口鉆井液性能密度穩(wěn)定，因此在利用單向流模型進(jìn)行計(jì)算液柱壓力和壓耗時(shí)，需要計(jì)算出立管壓力和井底壓力，并且對(duì)井底壓力進(jìn)行分析和判斷。依靠立壓來(lái)控制井底欠壓的方式比較簡(jiǎn)單，且較為準(zhǔn)確。

1.4注入流量控制法

通過(guò)改變氣、液的注入量能夠有效改變沿程壓力所造成的損害，如果地層壓力和預(yù)測(cè)壓力兩者之間的差異性比較大，并且井口回壓要高于原設(shè)計(jì)回壓狀態(tài)，需要采用常規(guī)方式對(duì)鉆井液進(jìn)行密度調(diào)整。從改變排量角度進(jìn)行分析，對(duì)于原設(shè)計(jì)的液體注入量可以改變，改變注入量，既不會(huì)增大設(shè)備的需求，也不會(huì)對(duì)地層造成危害，通過(guò)改變排量的方法能夠有效改變井底欠壓值，該方法比較簡(jiǎn)單，而且運(yùn)行成本較低，是目前很多油田企業(yè)在進(jìn)行欠平衡壓力鉆井過(guò)程中最常用的井底壓力控制技術(shù)。

2井底壓力控制方法的選用

欠平衡鉆井壓力控制方法中主要是通過(guò)調(diào)節(jié)流動(dòng)節(jié)流閥開(kāi)度實(shí)現(xiàn)，只是在具體操作中控制方式的不同。想要實(shí)現(xiàn)井底壓力控制需要擁有先進(jìn)的井底壓力檢測(cè)方法，在此過(guò)程中需要投入的技術(shù)和設(shè)備成本比較高，我國(guó)對(duì)于地層產(chǎn)出量控制方法的運(yùn)用還不是特別成熟，在鉆井設(shè)備條件充足的情況下，壓力差值不是特別高，可以采用立壓控制法和套壓控制法進(jìn)行欠平衡鉆井。

由于地層流體會(huì)不斷侵入井底，采用井口回壓控制井底壓力時(shí)，環(huán)空液柱壓力會(huì)出現(xiàn)變化，如果地層流體的侵入量不是特別高，環(huán)空壓耗會(huì)因?yàn)闅怏w的侵入而出現(xiàn)減少，因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果能夠有效控制井口回壓，就可以使井中立壓降低，欠平衡壓差值就會(huì)出現(xiàn)明顯增大的情況，因此要想維持井底欠壓值，就需要改變井口回壓的大小。

在進(jìn)行欠平衡鉆井過(guò)程中，利用回壓控制的方法來(lái)維持欠壓值比較簡(jiǎn)單，如果地層只產(chǎn)出液相，那么環(huán)空液柱壓力會(huì)隨著混入流體的多少而發(fā)生改變，如果地層產(chǎn)出液相和氣相，那么環(huán)空液柱壓力不僅會(huì)隨著混入流體的多少而發(fā)生改變，而且會(huì)隨著混入氣體的多少而發(fā)生改變。因此需要及時(shí)更新監(jiān)測(cè)手段和計(jì)算手段，才能夠在最大程度上保持井底壓力不變。

3結(jié)束語(yǔ)

從目前欠平衡壓力鉆井的使用實(shí)際情況來(lái)看，欠平衡壓力鉆井能夠有效保護(hù)油井儲(chǔ)層，提升油井的鉆井速率，并且對(duì)于非均質(zhì)性嚴(yán)重的油層能夠有效控制井底壓力，進(jìn)而提升油田的經(jīng)濟(jì)效益，降低鉆井作業(yè)成本，欠平衡壓力鉆井技術(shù)的應(yīng)用前景非常良好。

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