海上壓力控制鉆井施工關鍵技術初探

摘要：當前我國油田開發規模不斷拓展，油田企業迎來了新的發展機遇。鉆井與采油工作是確保油田企業良性發展的關鍵工作，維護海上壓力工作的安全性與穩定性是施工部門的一大工作重點。在采油工程中，海上壓力控制鉆井技術可發揮重要作用。簡述海上壓力控制鉆井技術的發展背景與現實意義，探討其應用優勢與相關作業流程，旨在為相關人員提供參考。

關鍵詞：海上壓力控制；鉆井施工；關鍵技術

油田開采工作中時常需要運用到過平衡壓力鉆井、近平衡壓力鉆井等施工技術，此類施工技術可適用于陸地的石油開采條件與開采環境，隨著油田開發規模的擴大，其應用范圍正在不斷拓展。目前，在開展海上油田時仍然會采用近平衡壓力鉆井技術，在應用時出現一些問題有待解決。為促進我國石油行業的健康發展，探索海上壓力控制鉆井施工的一些關鍵性技術具有重要意義。

1海上壓力控制鉆井技術的基本概述

1.1發展背景

欠平衡鉆井技術是陸地油田開發過程中的首選鉆井技術，該技術可對儲層起到保護效果，能夠預防井漏、滲透等不良現象的出現［1］。但欠平衡鉆井技術不適用于海上的油田開發工程，將其運用于海上油田開發過程中存在一定的潛在風險，會影響施工的安全性。比起陸地油田工程，海上油田工程在作業環境與場地等方面有著更大的局限性，井底可能發生地層流體流入等問題，影響到工程的順利開展，還會嚴重污染周邊環境，此類問題需要相關人員予以重視并采取相對應的解決策略，以免造成嚴重后果［23］。為滿足海上油田開發工程的實際需求，相關人員對原有的鉆井技術進行改進與完善，探索適用于海上油田作業環境的鉆井技術，各類海上壓力控制鉆井技術因此應運而生。

1.2現實意義

采用常規的平衡鉆井技術進行海上油田開采作業時，鉆井深度越深，越容易受到地層特性、環空壓耗等相關因素的影響，會造成過平衡，不能切實完成近平衡鉆井，可能出現拿開泵即漏等不良現象［4］。相關部門想要順利完成海上油田開采作業，需結合海上油田的作業環境與施工環境，研究出適合海上油田開采作業的鉆井技術。現如今，海上壓力控制鉆井技術的研發工作已取得了一定的成果，一些關鍵技術正在逐漸運用于海上油田開采作業中，為順利完成海上油田工程，推動我國石油行業的發展提供了極大的助力。

2海上壓力控制鉆井技術的應用優勢

2.1鉆井工藝技術的提出

相關人員研究海上油田開發條件與場地環境后發現，其作業環境比陸地油田更為復雜，開發難度也更大［5］。若在進行海上油田開采作業時仍應用常規的欠平衡鉆井技術，將會面臨較多的潛在風險，其風險因素大致可概括如下：（1） 運用聯合作業的形式進行開采工程存在一定的安全風險因素；（2） 在開采過程中，受開采場地的限制，存在大量地層流到井筒內的可能性。此類問題解決難度較大，嚴重污染周邊環境，相關人員難以處理。因此，相關部門應當考量各類安全風險因素，積極優化海上油田鉆井工藝技術，結合特殊的作業環境特征，探索欠平衡鉆井技術的各項特性，對作業方式進行改進與創新［67］。基于以上前提，相關人員探索出海上壓力控制鉆井技術，該技術是結合海上油田作業環境等因素對傳統鉆井工藝所進行的重要創新，有效推動了海上油田的開采進程。相關人員在運用井口控壓設備調節井底當量密度時，通常情況下要將其調整至接近油藏壓力系數，方可起到防漏與保護儲層的效果。

2.2鉆井工藝技術的優勢

在開展海上油田開采工程時，工作人員難以尋找到合適的場地來擺放儀器與設備，在開采作業的過程中很難保證環保性［8］。若工作人員運用壓力控制鉆井技術良好適應海上油田作業環境，能夠有效降低污染周邊環境的概率。壓力控制鉆井技術除具備傳統欠平衡技術的應有優勢外，還擁有以下幾方面的優點：（1） 可有效保護儲層，更有利于探查到油氣層，從而提升油氣產量。比起傳統的鉆井技術，運用壓力控制鉆井技術可將油氣的總產能提升至數倍甚至數十倍。（2） 可有效加快機械轉速，促使作業效率進一步提升，同時還可取得較高的勘探成功率，較為精準地鑒別油氣藏的實際位置［910］。相關部門可借助壓力控制鉆井技術來提高海上油田開采效率，合理控制鉆井成本，以獲取更多的經濟效益。（3） 在開展開采作業時，一般會運用井口控壓裝備聯合低密度鉆井液來完成相關操作，有助于處理井下的復雜環境等問題，將該技術運用于海上油田開采過程中也可取得良好效果，該技術適用于較為復雜與特殊的鉆井作業環境中，應用范圍比較廣泛，值得相關人員予以重視并進行探索研究。

3海上壓力控制鉆井施工的關鍵技術簡介

在技術層面，海上壓力控制鉆井技術與欠平衡鉆井技術有著較為明顯的區別。海上壓力控制鉆井技術發展時間較短，其關鍵技術尚未成熟，用于油田開發作業中很難在全過程都保持欠平衡狀態［11］。海上壓力控制鉆井技術的優越性大致可歸納為以下兩點：（1） 海上壓力控制鉆井技術對油藏的保護力度要大于欠平衡鉆井技術，該技術可加大對油氣層的探查與發掘力度，有利于提升總產量。相關人員在開展海上油田開采工程時，可結合運用海上壓力控制鉆井技術與欠平衡鉆井技術，比較運用這兩類技術所獲取的產能，統計并分析相關的數據信息，以便更為熟練地掌握這兩項技術。（2） 海上油田工程的相關企業與單位為追求經濟效益，會重視運營成本控制與工程的作業效率［1213］。運用海上壓力控制鉆井技術可有效提升油田開發效率，縮減傳統的工作流程與工序，對過于繁瑣的步驟與流程進行簡化，從而極大程度減少鉆井工作周期，降低鉆井工作成本，使得海上油田工程的相關企業與單位獲取更多的經濟效益。

4海上壓力控制鉆井施工的相關作業流程

壓力控制鉆井技術可適應海上油田等特殊的作業環境與復雜的作業條件，同時還能滿足零排放的要求［14］。相關人員運用海上壓力控制鉆井技術時，可先借助控制排量的手段來完成近平衡狀態下的安全鉆井。結束鉆井作業后，可合理加大這些鉆井液以提高作業效率，減少作業成本，此過程無需利用其他的井下套管裝置，操作方法較為簡單。為加深對海上壓力控制鉆井技術的作業程序與操作流程的了解，以我國渤海地區的某海上油田的鉆井當作研究對象，探究其具體的作業程序，以期幫助相關人員加深對操作流程的了解。

對該海上油田的N8井鉆井開展作業流程，其具體步驟如下：（1） 先完成套管與井口裝置試壓，確認合格后方可進行控壓鉆井。鉆開套管3 500多m后，在條件相符的情況下實施后續工作；（2） 需要先停泵再鉆入新底層，在停泵的同時環空加壓1 MPa模擬接立柱時細致且全面地檢測井底壓力。工作人員此時需進行更深層次的鉆井操作，通常情況下，在鉆井的全過程都需保持環控壓力與泥漿池液面監測，定期查看泥漿池液面是否處于穩定狀態，按照泵的排量對井口回壓進行實時變動，使得井底壓力能夠一直維持在平衡狀態。工作人員鉆至3 500多m后，需接上立柱，而后繼續開展鉆井操作，若是泥漿池液面上升至2 m3，可合理調整節流閥，在45 min后讓套壓整體上漲至6 MPa，并達到99%的氣全量狀態；（3） 工作人員需在軟關井周邊完成相關施工操作，多半需阻斷其循環排氣狀態。若泥漿密度處于0.95 g/cm3以下，工作人員需進行相關測試，結果表明地層壓力系數約為1.0，需結合該密度采取相對應的提升措施。若泥漿密度已然達到0.98 g/cm3，工作人員可直接觀察到泥漿池的液面處于穩定狀態；（4） 工作人員需繼續完成鉆井操作，先勘察泥漿相應密度，再進行最后的起鉆作業。工作人員可通過適量添加碳酸鈣粉的方式來提升泥漿的密度，若最終密度能夠達到1.05 g/cm3便可完成起鉆作業。

該海上油田的N8井鉆井作業中，工作人員主要面臨以下幾方面的難題：（1） 環境限制了欠平衡鉆井技術的應用范圍。采油平臺與鉆井平臺的甲板空間都是十分有限的，而鉆井作業使用的常規鉆井設備與器材會占用大半的甲板空間，余下的可利用空間較少。增壓設備、空氣壓縮設備等欠平衡鉆井設備有著較大的體積，其擺放受到了極大的限制，故而一些海上油氣田無法采用欠平衡鉆井方法。海上平臺有限空間與欠平衡鉆井設備擺放空間出現了很大的矛盾，對欠平衡鉆井技術在海上油田開采作業中的應用推廣形成了一定的阻礙。在N8井鉆井作業中，工作人員發現其地層壓力系數相對較低，可通過氮氣鉆進或是充氮氣的手段來解決井漏現象，但其鉆井平臺無法擺放空氣壓縮機、制氮機等相關設備，因此難以運用欠平衡鉆井技術；（2） 海上油田鉆井在環保與安全方面有著更高的要求。相關人員在開發海上油氣田時，需考量到鉆井作業的特殊環境，重視安全問題，但其逃生疏散通道數量少，存在安全風險隱患。若是采用欠平衡鉆井技術，在鉆井的過程中，工作人員會始終面臨伴有油氣由地層流出的情況，在一定程度上對海上平臺的安全性造成了威脅。為保護環境，相關人員在進行海上油田開采作業時，禁止將鉆井液排入海中，還需科學處理施工過程中產出的地層油氣。在N8井鉆井作業中，工作人員采取氣田聯合作業需面臨較大的安全風險。在運用欠平衡鉆井技術進行鉆井作業時若出現井涌、返出地層原油過多等情況，將會對周圍的海洋環境形成嚴重污染，并影響開采作業的安全性；（3） 缺乏海上平臺的欠平衡鉆井經驗。現如今，欠平衡鉆井技術多運用于陸地油田開采作業中，海上油田鉆井作業中很少運用欠平衡鉆井技術，工作人員缺少可以借鑒的相關經驗。

完成海上油田開采作業，需借助一系列關鍵技術以實現施工的相關要求與最終目的，并在此過程中盡量避免井漏現象的發生，消除安全隱患，保證最終產能可超過配產的標準與要求。在海上油田鉆井工程中，海上壓力控制鉆井施工的關鍵技術發揮了極大的作用，應用效果良好，可對油層起保護效果。相關人員要提升海上油田開采作業的產能，提高其開采過程的安全性，應當總結并探究整個作業環節與流程，持續性優化海上壓力控制鉆井施工技術，還可利用先進的專業計算機軟件來科學計算開鉆密度，以確保作業整體的效率與安全性。

5應用海上壓力控制鉆井技術時的注意事項

在進行海上油田開采作業時，相關單位要合理運用海上壓力控制鉆井技術，應當重視以下幾點注意事項：（1） 積極健全安全環保管理制度。海上環境的作業風險要明顯大于陸地環境，相關單位需全面考慮環境保護、安保措施等因素以保障開采過程的安全性。相關單位應當有效落實安全教育工作，通過制定規章制度的方式來對工作人員的施工行為進行合理規范。同時，相關單位還應制定恰當的應急管理制度，以便妥善處理海上油田開采過程中遇到的各種問題。（2） 重視設備維護工作。相關單位應當對鉆井設備與儀器進行定期更新與維護，以免因設備故障、老化等情況引發意外事故。在條件允許的情況下，相關單位應積極升級海上油田生產設備與儀器，更大程度滿足鉆井作業的實際需求，確保油田安全生產。（3） 相關單位應當重視安全環保檢查。相關人員要定期檢查安全事故的高發區域與環節，及時察覺隱患問題并采取相對應的解決措施，確保開采工作能夠順利開展。相關單位可結合運用日檢與月檢的方式來排查安全隱患，并進行不定期抽查，還可監督各部門完成自檢與互檢，讓不同部門間的安全管理工作形成良性競爭，及時消除安全隱患。（4） 相關單位要強化工作人員的安全意識。工作人員缺乏足夠的安全意識是造成海上石油作業發生安全事故的重要原因之一。安全事故會造成人員傷亡，降低相關企業與單位的經濟效益，故而培養工作人員的安全技能，減少潛在風險具有重要意義。（5） 監督管理落實到位。做好監管工作是提升海上石油開采作業的安全性與開采效率的關鍵手段，相關人員應當定期檢查相關設備與儀器，進行不間斷連續監控，一旦發現設備運行異常便及時更換設備，以切實滿足采油需求，降低油田的損失［15］。

6結語

在我國社會經濟建設發展中，石油是不可或缺的重要支撐能源，其開采工作受到社會各層面的廣泛關注。為切實滿足石油供給需求，相關企業與單位需積極深入開發海上油田，探索相關開采技術，完善相關開采體系。隨著現代科學技術與應用技術的飛速發展，各行各業信息化建設的步伐不斷加快，相關服務產業對科學技術的依賴性不斷加強。在海上油田開采過程中合理運用先進的科學技術可有效減少運營成本，提高工作效率。目前，我國的海上石油開采工作在運用傳統鉆井技術方面存在一些問題，需相關人員加以改造與完善。與此同時，相關部門應當積極研究海上壓力控制鉆井施工的關鍵技術，以期提升開采效率與質量，更大化滿足社會上的石油供給需求。

參考文獻：

［1］唐貴，鄧虎，舒梅.地層—井筒耦合條件下的壓力控制實驗裝置研究［J］.鉆采工藝，2022，45（4）：4449.

［2］王軍，張旭，王寬貴，等.超大型深豎井壓力鋼管安裝施工平臺安全控制要點及應用［J］.建筑安全，2020，35（8）：4851.

［3］蘇建.渤海油田淺層氣區域鉆井船就位及壓力控制技術［J］.石化技術，2019，26（4）：6062.

［4］張萬棟，楊玉豪，楊前亮，等.海上氣田壓力衰竭儲層長水平段安全鉆井控制技術［J］.鉆井液與完井液，2019，36（4）：454458.

［5］郭慶豐，高永海，蔡驍，等.海上鉆井井筒壓力精細控制關鍵技術與裝備［J］.中國科技成果，2020，21（22）：5860.

［6］張銳堯，李軍，楊宏偉，等.空心球多梯度控壓鉆井井筒壓力控制方法［J］.天然氣工業，2022，42（11）：98105.

［7］王莉，張勝寶，陳學立，等.液壓舉升裝置在海上平臺側鉆作業的可行性研究［J］.石油工業技術監督，2023，39（2）：1821.

［8］羅祎.鉆井施工中井斜角產生及控制措施探析［J］.化工管理，2019（15）：168169.

［9］常從兵.探析鉆井工程施工質量控制措施［J］.化工管理，2019（28）：188189.

［10］張大鵬，于茜，孟凡鐵，等.超深鉆井專用剪切防噴器及控制裝置的研制［J］.內蒙古石油化工，2022，48（6）：914.

［11］王寶忠，孫炬亮，汪曉春，等.鉆井泵二次壓力保護裝置的研制與應用［J］.設備管理與維修，2022（17）：112113.

［12］何竹梅，楊小敏，王建，等.江蘇油田開窗側鉆井KCl聚合物鉆井液應用研究［J］.復雜油氣藏，2021，14（4）：97101.

［13］王安康，雷新超，王福學，等.精細控壓鉆井技術在海上平臺（地面井口）的應用［J］.海洋石油，2020，40（3）：7276.

［14］邱小華，石磊，劉海龍，等.水平井壓力控制鉆井技術在渤海某油田的應用［J］.石化技術，2021，28（3）：6364

［15］曹硯鋒，李漢興，黃輝，等.海上油田高效開發鉆完井關鍵技術研究新進展［J］.中國海上油氣，2022，34（6）：124134.