Stone能源公司在墨西哥灣Amberjack油田再開發(fā)初期，用控壓鉆井技術縮短了非生產時間，并避免了早期井鉆探時遇到的意外側鉆。
Amberjack油田發(fā)現(xiàn)于1983年。該油田距路易斯安那州海岸50公里，位于密西西比峽谷109塊，水深314米。至1992年，該油田共完成38 口井。1999年，為了提高Amberjack油田產量，啟動了再開發(fā)程序。最初的兩口側鉆開發(fā)井由于孔隙壓力不確定，且目的砂層內孔隙壓力和抗壓強度范圍很窄等原因，鉆目的砂層上部時，遇到了非常復雜的情況。這些情況引起嚴重井漏，主要是由環(huán)空憋堵、卡鉆、氣侵和最后兩次意外側鉆等原因造成的。當時作業(yè)公司還沒有找到可行的鉆井方法減輕井漏，并減少額外非生產時間。
積極規(guī)劃鉆井作業(yè)
Stone能源公司剛接管Amberjack油田，就開始積極尋找避免這些問題的鉆井方法。在前期策劃階段，鉆井工程師分析后，發(fā)現(xiàn)事故主要原因是井底壓力不能連續(xù)控制。Stone能源公司的工程師研究了使用不同鉆井液、不同井底鉆具組合設計、并通過改變井的設計來維持井眼穩(wěn)定性，減少當量循環(huán)密度，避免鉆井液漏失，非生產時間減至最少。最后，他們還是選擇了控壓鉆井技術。因為控壓鉆井可有效控制井底壓力。
為了用標準做法制定合理的液壓和鉆井設計，Stone能源公司和斯倫貝謝公司的鉆井工程師從設計階段就開始聯(lián)合工作。Amberjack油田首口井的早期準備由經驗豐富的控壓鉆井監(jiān)督從鉆機調查開始。鉆井監(jiān)督提前籌劃和設計安裝鉆機。準備和設計階段還包括相關井設計元素的鉆井工程審核、控制井底壓力和制定鉆井應急預案。
設計過程的最后一步包括用理論鉆井的標準做法來識別鉆井風險，制定降低風險計劃。開鉆前召開理論鉆井、危險源識別分析和危險與可操作性研究專題討論會以便為設計井選擇鉆井隊伍、鉆機和服務人員。
鉆井的重要目標是把井底壓力控制在大于地層孔隙壓力、小于抗壓強度范圍內。在Amberjack油田，這兩個壓力極限之差比較小，必須準確控制壓力。理論下，鉆井中允許工程師測試所有可能發(fā)生的情況，確保他們自己準備設備和人員。Amberjack平臺上的鉆井人員在目前計劃內和意外事件的常用方法和行動實踐過程中，都熟練掌握了控壓鉆井服務技術。
建立和實施控壓鉆井服務
Amberjack油田有四口井用動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)和控壓鉆井技術鉆探。該系統(tǒng)的主要部件由模塊化管匯、回壓泵、復合流量計和控制模塊組成。安裝該系統(tǒng)可有效監(jiān)控流入和流出的泥漿量、環(huán)空壓力、井深和其他鉆井參數。該控制器用鉆井和實時水力學數據就可以計算出在設計深度期望的井底壓力需要的回壓值。
當動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)檢測到流量下降時，系統(tǒng)開始調控節(jié)流器以增加回壓。繼續(xù)調控節(jié)流器直至達到設計要求點，然后在關閉泥漿泵后保持環(huán)空壓力不變。鉆進、接單根和起鉆換鉆頭這三種情況下均可以實現(xiàn)這些功能。
實踐還證明，復合流量計和動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)不僅對井涌監(jiān)測有用，而且對確定孔隙壓力也很有用。工程師采用特定技術測量一系列靜態(tài)流量，來檢查孔隙壓力不確定的已探明地層。在檢查期間，動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)通過控制增量，來逐步降低靜態(tài)井底壓力，直到泥漿柱壓力等于靜水壓力為止。當井底壓力逐步下降時，系統(tǒng)監(jiān)測復合流量計的流出量。這些測試有助于工程師確定鉆井和起下鉆期間合適的泥漿比重。
在設計階段，工程師確定Amberjack油田井壓力窗口較窄，需要更嚴格的回壓控制。他們認為，環(huán)空壓力控制系統(tǒng)的壓力必須略大于圈閉壓力，關閉鉆井泥漿泵時必須增加回壓。動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)一個非常有用的特點是能夠控制輔助泵，增加與鉆井泥漿泵有關的回壓。一些特征證明，絕對有必要把井底壓力控制在大于原來值。在這種情況下，鉆工很難在30秒內停泵的情況下，進行突擊消防演習。泵沖內初始變化的20秒內，關閉節(jié)流器并打開輔助泵時控壓鉆井系統(tǒng)自動響應。再過20秒后，系統(tǒng)使井底壓力穩(wěn)定在程序設置點，由于突變反而導致泥漿密度下降0.15磅/加侖。
圖1詳細說明了實施動態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)后的流量檢測。在不連續(xù)的地方，井底壓力分段下降直到靜態(tài)環(huán)空壓力穩(wěn)定在14.7ppg。井中流出量(藍色曲線)表明井底壓力等于或小于孔隙壓力。用一種控制方法可循環(huán)出注入的流體(圖片由斯倫貝謝公司提供)
鉆井效益大幅提升
實踐還證明控壓鉆井對起鉆很有利�；貕悍�(wěn)定時起鉆，工程師就可以減少氣體抽汲對井眼的影響。過渡作業(yè)期間，當鉆壓增至起下鉆重量時，泥漿比重增加。
然而在Amberjack油田，控壓鉆井最有價值的效益與常規(guī)鉆井比較時更加明顯。四口采用控壓鉆井技術鉆的井中有三口井總非生產時間不到半天，而早期常規(guī)鉆井總非生產時間則一個多月。圖2表明Amberjack油田以前常規(guī)鉆鄰井與實施控壓鉆井的三口井的非生產時間記錄。
在Amberjack油田，用控壓鉆井技術有助于公司更有效地鉆達史上難以達到的地質目標，大大縮短非生產時間。由于準備工作做得充分，鉆井施工非常順利。
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