深井、復(fù)雜井鉆井技術(shù)專場(chǎng)：
中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院郭慶豐演講——精細(xì)控壓鉆井在塔里木塔中油田的應(yīng)用
尊敬的主持人，各位專家上午好。我是來自中石油鉆井院的郭慶豐，很榮幸有這個(gè)機(jī)會(huì)把我們?cè)旱木?xì)控壓的研究和應(yīng)用情況跟各位專家匯報(bào)。
我匯報(bào)分為五個(gè)方面，首先對(duì)控壓鉆井技術(shù)，包括它的國(guó)內(nèi)外的一些應(yīng)用和發(fā)展情況做一個(gè)簡(jiǎn)要的概況。這一段就是IDC對(duì)控壓鉆井的定義，首先控壓鉆井的最終的目的就是控制壓力剖面，有兩個(gè)技術(shù)的特征，首先要做到精細(xì)控制，第二就是自適應(yīng)。自適應(yīng)就是分為兩個(gè)層面，一個(gè)是控壓鉆井的技術(shù)和裝備要對(duì)井下工況的壓力波動(dòng)的自適應(yīng)，所以同這個(gè)來講只有具備了這兩個(gè)特征才是控壓鉆井技術(shù)。
我們鉆井從現(xiàn)代鉆井開始基本是與壓力打交道，所以壓力控制是深入到鉆井各方面的一個(gè)東西。所以這一塊我們加了一個(gè)精細(xì)，就是有別于之前的簡(jiǎn)單的一些控制。而控壓鉆井具體要干什么，它主要的核心觀念就是為了鉆井的安全。這張圖很簡(jiǎn)單的把控壓鉆井的一些原理說明了一下，因?yàn)榧夹g(shù)原理很簡(jiǎn)單，就是因?yàn)槌Ｒ?guī)鉆井的壓力波動(dòng)超出了我們地層允許的可以稱之為窄的窗口，所以說無法進(jìn)行正常的鉆井，帶來了一系列的問題，而控壓鉆井是井底的壓力波動(dòng)曲線，相對(duì)于常規(guī)的波動(dòng)它是很小，所以說它在藍(lán)線和黑線的窄窗口中安全的進(jìn)行鉆井。
窄窗口面臨的主要地層問題我們總結(jié)了六點(diǎn)，窄窗口主要面臨就是超高壓和含有硫的問題，還有井壁易塌，還有地應(yīng)力高等。這是因?yàn)榈刭|(zhì)問題導(dǎo)致我們面臨的工程問題，也是主要分為了六點(diǎn)。常規(guī)我們現(xiàn)在控壓解決的核心焦點(diǎn)就是A和B，就是說我們?cè)谡翱谏鲜褂昧烁呙芏鹊?a target=_blank href="http://www.caochuxue.com/news/html/201112/62415.html">鉆井液導(dǎo)致了漏失，或者窄窗口上涌漏同存，我們實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)同存的可能性很小，基本上是同時(shí)存在。
控壓鉆井的主要作用和優(yōu)勢(shì)分為了三個(gè)方面。首先控壓鉆井消失了對(duì)井底壓力的影響，這樣就保證安全施工。第二個(gè)是井底的壓力極巨見效，調(diào)節(jié)了密度鉆井的空間。因?yàn)榭貕恒@井主要是調(diào)節(jié)井口活壓，通過它先進(jìn)的裝備我們可以調(diào)節(jié)井底的壓力，調(diào)節(jié)狀況。它是以一個(gè)循環(huán)周為計(jì)數(shù)，它的壓力傳遞是壓力波，基本上2秒可以作用到井底。所以對(duì)原來出現(xiàn)的一些情況我們就可以解決，這樣就解決了原來的風(fēng)險(xiǎn)井、低效井，甚至原有技術(shù)不可能打的井我們都可以解決，這是主要分為六個(gè)方面。
主要的核心還是針對(duì)地層出現(xiàn)的壓力體系多，壓力異常，包括壓力窗口窄的情況。第一個(gè)就是壓力的敏感地層，上部的異常高、低壓，枯竭油氣層，深海的海底等等的壓力的問題。
從2004年到2007年在北海亞太、墨西哥灣以及中國(guó)的南海和西部地區(qū)存在的寨口問題相當(dāng)突出。下面就簡(jiǎn)要的介紹一下國(guó)內(nèi)外控壓鉆井發(fā)展的情況，從這個(gè)曲線可以看到從上世紀(jì)60年代已經(jīng)開始了這方面的應(yīng)用，但是因?yàn)槟菚r(shí)候的我們的油漆開采還沒有進(jìn)入到非常規(guī)，所以沒有引起足夠的重視，到了2000年外國(guó)的公司揭開了控壓鉆井的發(fā)展的序幕，對(duì)它定義了以后就進(jìn)行了快速的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)2004年到2008年已經(jīng)應(yīng)用了100多口。
國(guó)外比較有代表性的系統(tǒng)，首先是平衡公司的SCH，它是最早的成套的體系，包括了一個(gè)自動(dòng)截流管，還有一些控制單元。然后微流量浮筒，它是以流量為控制目標(biāo)，我檢測(cè)的流量的差，用這個(gè)去控制井口S壓力，從而調(diào)節(jié)井底的復(fù)雜。而哈利波頓的MPD系統(tǒng)是遵循與DAPC的，只是在節(jié)流管匯這有一些不同，多了一個(gè)檢測(cè)和預(yù)留的管匯處理。
這國(guó)內(nèi)的一些從2008年開始，包括各個(gè)院所，產(chǎn)生川慶、大慶、勝利油田等都開始了攻關(guān)，10年進(jìn)入了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用。
第二部分就匯報(bào)一下我們研制的PCDS系統(tǒng)，這是一個(gè)介紹性的東西。然后PCDS分為了五大部分，軟件、系統(tǒng)、液氣控制、回壓補(bǔ)償、自動(dòng)節(jié)流控制系統(tǒng)等，這個(gè)也有展示，也歡迎大家參觀。這是它的一些技術(shù)特點(diǎn)，主要就是在這，為了開發(fā)這個(gè)設(shè)備我們建立了一個(gè)全尺寸的控壓鉆井實(shí)驗(yàn)室。這是與國(guó)外的一些對(duì)標(biāo)，基本上達(dá)到了國(guó)外的先進(jìn)水平。這個(gè)控壓實(shí)驗(yàn)室在天津塘沽，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室為我們?cè)O(shè)備的研發(fā)和技術(shù)軟件提供了條件，這是三大塊功能，就不一一解釋了。這是獲得了17項(xiàng)發(fā)明專利，這是我們申請(qǐng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，控壓鉆井系統(tǒng)。這是一些研制過程中的一些標(biāo)志性的節(jié)點(diǎn)。
然后講一下塔中的鉆井的難點(diǎn)，分三類，一二類的難度還是相對(duì)較小的，三類的風(fēng)險(xiǎn)還是很高的。第一是易漏易噴，屬窄窗口，壓力比較高。這個(gè)長(zhǎng)度是一樣的，就是我們常規(guī)鉆井的摩阻的長(zhǎng)度，這個(gè)是窄的長(zhǎng)度，都超出了安全鉆井的范圍。第二是儲(chǔ)存裂縫發(fā)育，縫洞一體，導(dǎo)致裂縫很嚴(yán)重。第三部分就是說因?yàn)榫话愦虻亩际?a target=_blank href="http://www.caochuxue.com/news/html/201202/64823.html">水平井，水平鉆進(jìn)柴躍多套縫洞難度大，尤其是水平井甚至涉及一千到九百米，打不到五分之一就被迫停止了。還有就是目的層壓力不統(tǒng)一的情況。第五就是常規(guī)鉆井鉆遇復(fù)雜情況頻發(fā)，常未是鉆置設(shè)計(jì)井深就停工。
第四部分介紹一下PCDS在塔中的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，我們這套系統(tǒng)現(xiàn)在除了兩口實(shí)驗(yàn)井，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)行了十口井的作業(yè)，其中有幾臺(tái)都是井油田的應(yīng)用。中古105是我們?cè)谒袘?yīng)用的第一口經(jīng)，它檢驗(yàn)了我們的設(shè)備對(duì)塔中地層的適應(yīng)性，取得的效果很好。然后塔中26H7這個(gè)是一個(gè)塔里木的典型的應(yīng)用井，也取得了很多的記錄，包括了塔里木油田水平大概四千多米，這是很長(zhǎng)的，這是創(chuàng)了塔里木最高的記錄。包括我們的點(diǎn)火鉆進(jìn)，而且實(shí)現(xiàn)的在明顯分辨有四個(gè)壓力不同的階段，實(shí)現(xiàn)了零漏失和零死閘。還有的我們挖掘應(yīng)用流量監(jiān)控打的井，這是H11，H11是一個(gè)惡性漏失，但是我們已經(jīng)很成功的處理掉了。這是一個(gè)在塔中進(jìn)行控壓鉆井的一個(gè)效果，包括了三種技術(shù)方式，精確近平衡，欠平衡等。這是精細(xì)控壓的鉆井效果，這兩塊基本是零漏失和零復(fù)雜。這是一個(gè)總體的一個(gè)精細(xì)控壓應(yīng)用效果的統(tǒng)計(jì)圖，我們看到單井漏失是大幅降低了，然后水平量完成能力提高了106%。
最后是結(jié)論和認(rèn)識(shí)，對(duì)于我們的鉆井系統(tǒng)在塔中的應(yīng)用基本上實(shí)現(xiàn)了欠平衡條件下進(jìn)行控壓，然后設(shè)備也承受了塔中的一些嚴(yán)苛的地層考驗(yàn)，有效的解決了一些難題。這五點(diǎn)基本是在塔中我們的應(yīng)用認(rèn)識(shí)，就是塔中地區(qū)精細(xì)控壓是很適用而且是著重的解決了塔中面臨的主要難題的技術(shù)，有很好的發(fā)展前景，能夠提高產(chǎn)量，延長(zhǎng)壽命，達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目標(biāo)，謝謝各位專家。
嘉賓：在塔中打的裂縫線的流動(dòng)性和惡性漏失，你的控壓是怎么實(shí)現(xiàn)的?
郭慶豐：不管國(guó)內(nèi)國(guó)外的控壓它遭遇到惡性漏失，這時(shí)候?qū)τ诼┦菬o法處理的，但是它唯一能處理的就是我以H11為例，它上其他鉆打了三米就是返，然后常規(guī)的就是降低密度然后再建立循環(huán)，這套常規(guī)我們控壓是參與不到的，您肯定也很熟悉了解這個(gè)。但是它重新建立開井循環(huán)，建立循環(huán)之后尤其是這口井在這個(gè)過程中我們一停泵的時(shí)候，地層的氣體置換和水平段的聚集形成了一個(gè)很長(zhǎng)的氣柱，這個(gè)對(duì)我們的控壓和鉆井帶來的風(fēng)險(xiǎn)很大，處理不當(dāng)會(huì)有很嚴(yán)重的后果，這個(gè)過程當(dāng)中我們的控壓就會(huì)起到作用。因?yàn)槲覀冊(cè)谝驗(yàn)閴貉a(bǔ)償?shù)耐捌酵疲蛘咂茐乃拇罅烤奂�，或者在它運(yùn)行到上部的時(shí)候我們適當(dāng)?shù)募訅�，這樣使氣體不過分的膨脹，這個(gè)過程中安全的進(jìn)如管套內(nèi)。我們的在使用過程中在氣體到井口時(shí)，入井的最后測(cè)算達(dá)到了1200多米，甚至1500多米，容量能從8升到98升，所以這個(gè)對(duì)我們控壓裝備都是很考驗(yàn)的，而正是控壓的介入能很流暢的進(jìn)行。甚至從點(diǎn)火管線一起噴出來，對(duì)常規(guī)的就風(fēng)險(xiǎn)很大，而對(duì)控壓鉆井介入就可以把這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)化解掉。這個(gè)時(shí)候控制的是井口的壓力，因?yàn)榘闯Ｒ?guī)來說底下已經(jīng)接著地氣了，一直在漏，一直在出，我控制井口的壓力意義不大，主要是為了鉆井的安全。
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