动态振动固井技术的研究与应用
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振动固井技术内容摘要:振动固井是在下套管、注灰、顶替和候凝的过程中,采用机械振动、液压或空气脉冲、水力冲击等手段,产生振动波作用于套管、钻井液和固井液来提高固井质量的一项新技术。
实践证明,振动可以提高水泥石强度,,提高顶替效率,消除水泥中的气泡,形成完好的水泥环,还可以缩短候凝的时间,防止固井后的油、气、水混窜,有利于提高一、二界面的胶结强度。
关键词:振动固井固井质量脉冲式谐振器一、概述国外在60年代就开始这方面的研究工作,主要以前苏联和美国为代表。
前苏联已有5个油田近百口井成功地使用了这项技术,有效地提高了固井质量,获得明显的经济效益。
国内在这一领域开始进行系统研究,1992年大庆钻井研究所对振动固井技术进行探索性研究,1994年大庆钻井技术服务公司与大庆石油学院合作,研究并设计了一种水力脉冲振动套管鞋。
从室内试验和现场试验结果看,它的振动作用是比较明显的,但还没有真正应用到现场。
1998年辽河油田钻井二公司和航天工业总公司606研究所电子仪器厂协作研制成功了井下水力脉冲振动发生器,并进行了17口井的现场试验,合格率为100%,优质率为94%,取得良好效果。
动态振动固井是在常规振动固井技术的基础上进行的改进,动态振动式相对于传统固定位置条件下的振动而言的,是指振动器一边在套管中自上而下运动,一边在套管中振动,并在一定范围内传动振动波。
固井施工过程中,在注水泥,顶替和候凝时,采用自发振动的激振器让振动波对套管,钻井液和水泥浆产生作用,提高固井质量。
通过激振器在全井阶段中的运动,实现整个套管柱的阻尼共振效应,全面激活界面、钻井液和水泥浆,改善流体流动性,提高顶替效率、水泥石强度和界面胶结质量,防止活跃地层流体侵入环空,从而达到提高固井质量的目的。
二、振动固井技术1、振动对固井质量的作用振动能提高水泥石强度:前苏联乌发石油研究院科技人员通过室内试验,证实了这样一种结论,即对水泥浆建立振动场,不论振动场强或弱,均可提高水泥石的强度。
径向振动固井工具作者:刘国恒来源:《科技创新导报》 2015年第7期刘国恒(大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院黑龙江大庆 163413)摘要:现有条件下,固井工程中存在水泥浆失重,凝固不均匀,导致固井质量欠佳,为了提高固井质量,振动固井技术应运而生,振动固井技术对固井质量提升有一定改善作用,然而由于施工工艺和振动原理限制,现有振动固井技术存在一些问题。
针对现有振动固井工具耐冲蚀性差,固井质量提升不高,压力波振幅小,传播距离短,研制了径向振动固井工具。
径向振动固井工具采用了径向振动的设计,解决了脉冲波传播距离短的问题,从原理上避免了压力波振幅小的问题,该工具在大庆油田推广使用过程中、表现出了安全可靠、性能稳定,固井质量好等特点。
关键词:径向振动固井质量脉冲波振动传递中图分类号:TE92文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)03(a)-0083-01目前,在石油天然气及地质勘探固井工程中,存在水泥浆失重,凝固不均匀,导致固井质量欠佳的问题,影响经济效益,甚至导致井眼无法正常工作。
特别是有些水泥浆性能稍差的时候,由于水泥胶结不好导致整个井报废,因此针对可能存在的固井质量问题,本着消除安全隐患,提高经济效益的原则,设计了振动固井工具。
现有振动固井工具由于结构和施工工艺的限制,导致脉冲波传递受阻,因而无法达到预期效果,因此设计了径向振动固井工具。
1 技术分析振动可以有效地破坏水泥浆胶结,使水泥凝固更加均匀,这一点,已经广泛应用于建筑行业,浇筑混凝土时,通过高频低振幅的振动,改善混凝土性能,提高凝固质量。
根据混凝土振捣原理,设计了径向振动固井工具。
1.1 结构如图1所示,本体的两端加工标准套管螺纹,本体上端与浮箍连接,下端与引鞋连接。
本体内部加工有台阶,对导流套起限位作用,整个芯轴两端套有轴承,下端导流套由特制的引鞋压紧,由此对芯轴限位。
另外芯轴上开有键槽,通过键进行传扭,带动叶轮和偏心块旋转。
固井技术施工应用与科研发展探讨固井技术是石油勘探开发中的重要环节,它的施工应用和科研发展对于提高油气井的产能和安全性具有重要意义。
本文将探讨固井技术施工应用和科研发展的相关内容。
一、固井技术施工应用固井技术的施工应用主要包括井眼预处理、浆液配制、注入过程和固化时间等环节。
1. 井眼预处理:井眼预处理是确保固井质量的重要环节之一。
井眼预处理包括井壁强化和井眼清洁两个方面。
通过井壁强化处理,可以提高井眼壁的稳定性,减轻井眼变形和破损的可能性。
井眼清洁则是为了去除井眼内的杂质和污染物,保持井眼的清洁度。
2. 浆液配制:浆液配制是固井过程中的重要环节,直接影响固井质量。
它需要根据井口条件和井眼情况来确定配方。
在浆液的配制过程中,需要考虑浆液的密度、黏度、滤失性和化学性质等因素。
还需要根据井底温度和地层条件等因素来确定浆液的配方。
3. 注入过程:注入过程是将浆液注入到井眼中的过程。
注入过程需要控制注入压力和注入速度,以保证浆液能够完全填充井眼并保持良好的密实度。
在注入过程中,还需要根据井眼的情况来调整注入浆液的方向和位置。
4. 固化时间:固化时间是指浆液在井眼中固化成固体的时间。
固化时间的长短直接影响固井质量,同时还会影响到井下作业的进展。
需要通过实验和实际施工来确定固化时间,以保证固井质量和井下作业的顺利进行。
二、固井技术科研发展固井技术的科研发展主要包括固井材料研究、固井机理研究和固井工具研发等方面。
1. 固井材料研究:固井材料是固井过程中使用的关键材料,对固井质量和井下安全性有着重要影响。
目前,固井材料的研究主要集中在新型水泥、微波固化材料和聚合物材料等方面。
这些新型材料具有固化时间短、硬化强度高和耐高温等优点,有望用于提高固井质量和井下作业效率。
2. 固井机理研究:固井机理是研究固井过程中涉及的物理、化学和力学等机理的学科。
固井机理的研究可以帮助我们更好地理解固井过程中的各种现象和问题,并为固井工艺的优化提供理论依据。
固井压裂设备中的振动与噪声控制技术研究随着油气资源的需求不断增加,固井压裂技术在油气田开发中发挥着重要作用。
然而,固井压裂过程中产生的振动和噪声问题已经引起了广泛的关注。
这些问题不仅对人员的健康和安全构成威胁,还可能对周围环境造成潜在的环境影响。
因此,研究固井压裂设备中的振动与噪声控制技术显得尤为重要。
振动与噪声是固井压裂设备中常见的问题。
在压裂过程中,高压液体进入地下岩石层使其发生断裂,同时产生巨大的冲击力和喷射力,从而引起设备和地面的振动。
振动不仅会对设备的稳定性和性能产生不利影响,还可能对井壁产生不利影响,导致井壁的破损和地下水位的下降。
同时,强烈的振动还会产生噪声,对操作人员和周围居民的健康和生活造成负面影响。
为解决固井压裂设备中的振动与噪声问题,需要综合考虑多种技术手段。
首先,可以通过优化工艺参数来降低振动和噪声的产生。
例如,调整压裂液的注入速度、压力和粘度等参数,可以使断裂岩石的固结过程更加均匀,减少振动和噪声的产生。
其次,可以采用减振器和缓冲器等装置来吸收和分散振动能量,减少振动的传递和影响范围。
此外,合理选择材料和结构设计也是降低振动和噪声的有效手段。
例如,使用吸音材料来包覆设备和管道,采用隔音箱等措施来隔离噪声。
另外,改进设备的动力系统,减少能量损失和震动源的产生也是控制振动和噪声的一种方法。
固井压裂设备中的振动与噪声控制技术还需要加强科学研究。
目前,振动与噪声控制技术主要依靠经验和试验,缺乏科学的理论指导和系统的研究方法。
因此,需要加强理论研究,建立模型和数值模拟方法,深入理解振动和噪声的产生机理,为控制技术的优化提供科学依据。
同时,还需要加强设备性能测试和监测系统的研发,及时准确地掌握振动和噪声的变化情况,为问题的解决和控制提供依据。
此外,固井压裂设备中的振动与噪声控制技术还需要加强与其他相关领域的交叉研究。
例如,可以借鉴建筑和交通等领域的振动与噪声控制经验,探索适用于固井压裂设备的技术方法。
固井技术施工应用与科研发展探讨固井技术是石油钻井工程中的重要工艺之一,它的作用是通过注入固井材料,将钻井井筒周围的地层固定住,以防止地层流体的不受控流动,保障钻井安全和油气开采效果。
固井技术的施工应用和科研发展一直是石油工程领域的热点和难点,随着石油工程技术的不断发展和进步,固井技术的施工应用和科研发展也在不断探索和完善。
本文将围绕固井技术的施工应用与科研发展进行深入探讨。
一、固井技术施工应用1. 施工流程固井技术的施工流程主要包括井眼条件评价、固井设计、固井材料的准备、固井设备的调试和钻井液的清理、钻杆和井筒清洗、固井套管的下套、封隔器安装、固井材料的调配、注浆施工、固井材料固化和固井效果评价等环节。
在这一施工流程中,需要严格遵循规程标准,保证固井质量。
2. 施工方法固井技术的施工方法主要包括压井固井、回灌固井、空间固井和超深井固井等。
不同的井眼条件和钻井工艺需要采用不同的固井方法,以保证固井质量和井筒安全。
压井固井是在油气井钻进一定井深后,进行注浆固井的一种方法。
回灌固井是指在油井或气井作完井液下套管前,通过射孔管将固井材料回灌至地层的方法。
空间固井是指用扩散器从井口向井壁上方扩散固井材料的方法。
超深井固井是指在井深达到一定程度时,采用特殊材料和设备进行固井的方法。
3. 施工质量控制固井技术的施工质量控制主要包括地层力学性质的评价、固井设计的合理性、固井材料的性能检测、固井设备的运行状况以及固井效果的评价等。
在固井技术的施工过程中,需要进行严格的施工质量控制,以保证固井的质量和井筒的安全。
二、固井技术科研发展1. 固井材料研究固井技术的关键在于固井材料的性能和应用。
固井材料通常包括水泥类固井材料、聚合物类固井材料、地质胶结剂等。
固井材料的研究需要关注其耐高温性能、耐低温性能、耐腐蚀性能、流变性能和胶凝性能等方面的指标,并不断进行研究和改进,以满足复杂地层条件和特殊工艺要求。
2. 固井设备研发固井设备是固井技术的关键设备之一,包括固井泵、固井车、固井管线和固井压力控制系统等。
新型涡轮式井下径向振动固井装置的研究与应用随着石油勘探开发领域的不断发展,井下固井技术日益成熟,其中涡轮式井下径向振动固井装置因其独特的工作原理和优势在实际应用中得到了广泛的研究与应用。
本文将对新型涡轮式井下径向振动固井装置进行研究与应用的情况作详细阐述。
1.新型涡轮式井下径向振动固井装置的工作原理涡轮式井下径向振动固井装置利用高速旋转的涡轮叶片产生的离心力将固井液中的固相颗粒分离出来,然后通过径向振动的力作用将固相颗粒固定在井壁上,从而实现井壁的固化。
2.新型涡轮式井下径向振动固井装置的优势(1)高效性:新型涡轮式井下径向振动固井装置采用高速旋转的涡轮叶片,使得固井液中的固相颗粒能够快速分离和固化,提高了固井作业的效率。
(2)节能环保:由于新型涡轮式井下径向振动固井装置采用涡轮叶片的旋转而非振动方式,减少了能源的消耗和噪音的产生,对环境的影响较小。
(3)高质量固井:新型涡轮式井下径向振动固井装置能够将固相颗粒牢固地固定在井壁上,提高了固井的质量和可靠性。
3.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用研究(1)固井液配方优化:通过研究和改进固井液的组分和配方,使其具有更好的分离性和固结性,提高固井质量。
(2)涡轮叶片材料的研究:涡轮叶片作为涡轮式井下径向振动固井装置的核心部件,其材料的选择和研究对于提高装置的耐用性和性能至关重要。
(3)装置结构的改进:通过改进涡轮叶片的数量、形状和旋转速度等参数,提高涡轮式井下径向振动固井装置的分离效果和固化效果。
(4)现场试验和实际应用:通过在实际勘探开发现场进行试验和应用的方式,验证新型涡轮式井下径向振动固井装置的性能和效果,并进行优化改进。
4.新型涡轮式井下径向振动固井装置的应用前景新型涡轮式井下径向振动固井装置具有高效性、节能环保和高质量固井的优势,未来在石油勘探开发领域具有广阔的应用前景。
随着井下固井技术的不断发展和完善,涡轮式井下径向振动固井装置有望成为井下固井技术的新趋势,为油田开发提供更好的技术支持。
固井技术施工应用与科研发展探讨随着油气田开发难度的加大,固井技术的应用越来越广泛。
固井施工是一项复杂的工作,涉及多个环节,需要高度的技术水平和安全意识。
固井的施工质量对整个钻井工作以及后期产量的影响非常大,因此必须进行科学的研究和有效的应用。
1. 溢流控制在钻井过程中,如果不加控制,渗漏液体会从钻井管漏出来,无法控制,很容易引起意外事故。
固井技术的应用可以有效地控制溢流,避免漏油和泥浆污染地下水资源。
在钻井时,根据井下地质的不同情况,采用相应的固井技术,避免溢流,确保钻井作业的安全和顺利。
2. 井眼完整性固井技术的另一个重要应用是维护井眼完整性。
如果井眼被破坏或污染,会导致油井产量下降或者停产,成本也会增大。
固井技术可以更好地维护井眼完整性,保持井筒的稳定性和产量,延长油井寿命。
3. 油管固化油管固化是固井工作的一个重要环节。
一般来说,固化剂有水泥和聚合物等,根据井下地质情况,选择适当的固化材料。
油管固化可以更好地维持井距稳定性,防止钻好的深度漏送泥浆,而且可增加井壁稳定性,减少管柱的滑脱。
1. 降低成本、提高效率固井技术作为重要的钻井工艺,需要在降低成本的同时,提高施工效率。
目前的固井技术针对高地应用,施工过程中需要高度的人力、物力、财力投入。
因此,如何降低成本、提高效率成为固井技术科研的重要方向。
2. 安全性研究由于固井技术的特殊性质,安全性是很重要的问题。
在设计新型固井工艺时,必须考虑安全因素,增加固井技术的安全性。
同时,针对不同环境,对固井工艺的安全性进行深入研究,以便针对不同的地质环境制定相应的技术要求,保证固井施工的安全性。
3. 精准施工的技术研究固井技术是一项需要精准实施的工程,由于地质条件不同,固井技术的施工难度也会不同。
因此,目前在固井工艺方面,正在研究更加精准的施工技术,以便应对复杂的地质环境,提高钻探的效率和成功率。
固井技术施工应用与科研发展探讨固井技术是油气钻井工程中不可或缺的技术之一,它负责将油井中的管柱与井壁之间的空隙填充封闭,以确保油气井的安全稳定运行。
在近年来的石油工业发展中,随着深度、压力等复杂地质条件的增加,固井技术的难度和挑战也随之提高。
为了满足新挑战和提高出勤效率,科研工作者和企业家们也在致力于发展新的固井技术方法和设备,同时也在研究如何优化现有的固井技术。
固井的技术原理与方法已比较成熟,但其施工必然涉及到众多先进的设备和材料的使用。
例如泥浆泵、水泥搅拌机、水泥泵等固井设备,以及各种填料、道具、反应剂等原材料。
固井施工中,这些设备和物资不仅需要高质量,而且还需要考虑到其适应不同地质条件和井深的能力。
目前,对于固井技术和设备,科学家正在关注和解决以下几个方面的问题。
首先,研究新的固井井口材料,提高其密闭性和耐腐蚀性,从而减少井底跑漏和井口污染。
其次,研发更为高效、节能、智能化的固井设备,以提高施工效率和良好的环保效益。
此外,研究如何实现对深水井的长期稳定储存和运输,以便于石油开采公司将采集的油气资源安全高效地运输到海岸,并加工处理提供给消费市场。
除了研究新的固井方法和设备,也需要针对固井过程中的问题添加更高级的技术解决方案,比如在电脑模拟、三维可视化和实时监控等领域的应用,这将有助于发现生产环节中的潜在欠缺并在施工前进行及时调整。
总之,固井技术作为石油工业的重要组成部分,其发展对油气开采的效率和能耗优化具有深远的影响。
企业和科研机构们必须致力于研发、推广和应用新的固井技术和设备,以提高其效率、安全和环保性能。
同时,也需要重点关注前沿的科学研究和人才培养,以加速固井技术和设备的创新并不断应对新的挑战和机会。
动态控压固井工艺关键技术与应用发布时间:2023-01-15T07:07:50.561Z 来源:《工程管理前沿》2022年8月16期作者:孙兴华[导读] 我国的资源勘探工作随着资源的大量开采而难度越来越大,其勘探开发目标向盆地深层?超深层发展,复杂深井?超深井受套管层序的限制,同一裸眼井段通常钻遇多个压力系统,孙兴华中石化胜利石油工程有限公司固井技术服务中心山东东营 257000摘要:我国的资源勘探工作随着资源的大量开采而难度越来越大,其勘探开发目标向盆地深层?超深层发展,复杂深井?超深井受套管层序的限制,同一裸眼井段通常钻遇多个压力系统,纵向地层呈现窄安全密度窗口特征?尽管采用控压钻井(MPD,ManagedPressureDrilling)技术保证了安全有效钻进,但给之后小间隙平衡压力固井带来了巨大的困难?初期的平衡压力固井工艺技术主要针对浆柱结构调整?注替参数优化等方面开展研究,但仍存在一些技术难题?为此,针对上述瓶颈问题开展技术攻关,形成了动态控压固井工艺,为类似的复杂区块窄密度窗口井况下实施近平衡压力固井提供了技术借鉴?关键词:控压固井;安全密度窗口;激动压力1关键技术模块动态控压固井工艺是以环空静液柱欠平衡工况为基础,其效果如何和相关人员对地层安全密度窗口的识别和掌控具有紧密的联系?固井作业前,采用动态套压调整与微溢漏监测相结合的方式测定裸眼段安全作业密度窗口;基于此窗口,采用合理的固井工作液密度?性能及动态工程参数控制,确保固井作业全过程环空压力在安全作业窗口范围内?1.1安全密度窗口的测定多个油井从业人员,尤其是技术人员通过多种方式开展井下压力测定或模拟,探索漏失和溢流的临界点,实现安全密度窗口的准确定位,为动态控压固井的设计和施工提供重要参数?目前采用的方法包括PWD(PressureWhileDrilling,随钻测压)?微球井下压力测定?存储式压力计测定?微流量监测以及动态参数模拟?配备PWD模块的钻井系统,得以在钻进期间实时准确获取地层漏?溢压力实测数据,同时这也是一种成本高昂的技术手段?泵送式测压微球是将其投入钻具水眼后循环一周,地面捞获后进行数据获取?目前该方式的实测数据与井深标定还存在较大偏差?此外,受限于钻具组合?温压系统(抗压105MPa,耐温125℃)制约,在复杂深井?超深井中推广应用局限性较大?采用存储式压力计则存在时效性差的问题,且与PWD方式一样,只能在钻进或通井期间测试,对于压力系统时变性较强的地层并不适用?目前技术成熟度较高?成本低廉的安全作业密度窗口测试方案是微流量监控和循环动态参数模拟计算相结合的模式,各种密度窗口测试方式的技术特点如表1所示?表1密度窗口测试方式的技术特点对比表从钻井流程转化到固井流程,由于环空几何形态?钻井液密度及流变性能等变化,环空压力剖面将出现巨大差异?采用微流量监控和循环动态参数模拟计算相结合的模式,得以在下完套管完成后,在钻井液密度?流变参数?循环排量?精细控压值等多参数影响条件下实施安全作业密度窗口的测定?这个模块的核心在于流变学算法,该算法是固井浆柱结构设计?工艺参数优化的基础,其准确度决定了之后控压固井作业的成败?在常规钻井液流变模型的基础上,引入温度场?居中度?小间隙等影响因素,精细计算描述固井环空动态压力剖面,并通过微流量监控井筒漏?溢平衡,准确测算裸眼段安全作业密度窗口?1.2多浆柱激动压力控制技术固井下套管井漏是多压力系统地质条件下较为常见的一种井下复杂情况,其后果不仅会延长钻井周期,损失大量人力物力,造成储层损害,更会直接导致固井作业不能正常进行,严重影响固井质量,甚至诱发井筒内漏转喷,井控安全隐患极大?业内主流工程软件如LandMark(兰德马克公司)等的下套管激动压力计算模块,是按照井筒均质钻井液来预测激动压力,可调控技术参数过少,非常不利于极端条件下安全作业激动压力的控制?对于喷漏共存复杂井筒条件,下套管期间实施分段处理井筒流体,建立包含管柱速度?塑性黏度?当量密度等多段浆柱结构参数控制条件下的水力学计算模式和作业工艺,是防止复杂地层发生漏失?确保井控安全的必备前提?为此,在深刻分析井漏影响因素的基础上,以井筒平衡压力设计和井控安全为准则,综合考虑地层承压能力?套管柱运移动能?环空间隙的变化?后效气窜速度以及多重钻井液浆柱结构的流变性能影响,开发出一种安全高效的下套管工艺作业模式,具有计算精度高?现场操作性强等优点?1.3动态近平衡压力控制技术固井工艺由于受环空几何特征?流体介质?安全作业时间?驱替效率等因素影响,窄安全密度窗口条件的约束较钻进期间更为苛刻,主要表现为裸眼地层“提排量漏?降排量吐”?这种动态呼吸性效应对固井而言,存在两大安全作业风险?一是裂缝的持续传播导致漏失由可控转化为失控,彻底失去实施平衡压力固井作业的机会;二是地层回吐引发环空水泥浆窜混,制约环空高效封固?为避免上述情况发生,采用环空ECD控制+进/出口微流量控制相结合的方式,形成“微吐—微漏”的环空压力控制技术,即水泥浆在管柱内运移时以微流量控制环空处于“微吐”状态,允许出口流量略大于入口流量,这是一种表面上的失衡状况,只是控流量释放地层圈闭压力的一种方式;水泥浆在环空运移期间,则通过强化参数控制地层微漏,此时出口流量略小于入口流量,ECD处于微过平衡状态?这种环空压力控制技术具有更加灵敏的漏?溢探测能力,主要优势表现在允许固井动态注替期间圈闭压力控流量释放,减少问题进一步扩散的可能?1.4控压固井专用装备针对固井作业小间隙环空压力控制精度要求高的特性,设计电动自动节流控制和钻井液自循环回压补偿于一体的紧凑型结构装备,节流响应时间在0.5s之内,整定调节时长在10s之内,满足固井过程压力控制“精?准?快”需求?2现场应用实例动态控压固井技术在川渝油气田推广应用92井次,最深尾管作业纪录7833m(ST6井?184.15mm尾管),解决了困扰四川盆地?塔里木山前构造等高压气区多年的窄密度窗口固井难题,固井成功率100%,质量平均合格率由66.24%提高至86.49%,区域应用效果如表2所示?表2动态控压固井技术区域应用效果表3结论1)以井筒安全作业密度窗口为基础,所建立的下套管分段激动压力控制方法与“微吐—微漏”动态注替压力控制技术,小间隙尾管激动压力值降低50%,近平衡固井作业窗口阈值可达0.05g/cm3,实现窄密度窗口条件下固井不同作业阶段的压力精细控制?2)所开发的固井作业专用监控系统与装备,具备固井全参数的采集?环空压力剖面的实时计算和执行机构动态控制功能,整定调节时间小于等于10s,满足固井环空窄间隙敏感性压力剖面动态调节需求?参考文献[1]鲜明,曾凡坤,聂世均,等.高压气井动态控压固井新技术及应用[J].断块油气田,2018,25(3):385-389.[2]陈敏,赵常青,林强,等.川渝地区窄安全密度窗口天然气深井固井新技术[J].天然气勘探与开发,2021,44(3):62-67.[3]孙宝江,王雪瑞,王志远,等.控制压力固井技术研究进展及展望[J].石油钻探技术,2019,47(3):56-61.。
高压气井动态控压固井新技术及应用摘要:钻井过程中井底压力的稳定是保障井控安全的基础,但是由于地质条件可预知性差,特别是在窄安全密度窗口地层中,钻井过程中的起下钻、活动钻具、接单根以及泵入排量的变化均会引起较大的井底压力波动,导致井漏、井涌等问题,增加非生产时间,导致勘探开发费用大幅度提高。
常规的钻井工艺过程中,主要通过改变钻井液密度实现环空压力的控制,但该处理措施一般耗时较长,容易使复杂情况恶化,而且需要额外的钻井液添加剂,增加了作业成本;另外,在窄密度窗口地层(如裂缝性漏失地层)中钻进时,安全钻井液密度窗口往往不到0.02g/cm3,而环空循环摩阻通常在0.03-0.15g/cm3之间,因此极易发生开泵漏失、停泵溢流的复杂情况。
为此,文章对高压气井动态控压固井新技术及应用方面进行分析,具有重要的现实意义。
关键词:动态控压;新技术;固定引言:控压钻进是实现井底压力快速地稳定在安全钻井液密度窗口内的重要钻井工艺技术,自动节流管汇是实施该技术的关键。
综合考虑控压钻井工艺要求和海上钻井平台面积有限的局限性,设计一种具有层式空间结构的撬装自动节流管汇,并配套设计液压控制系统。
该自动节流管汇是一套集压力、流量、温度等参数采集和井口回压控制于一体的自动化系统,具有节流控压、压力补偿、放喷、流量和压力监测等功能,而且优化了阀件布置,大大降低了整套设备的占地面积,提高了设备通用性,为海上控压钻井技术的应用和设备配套提供了借鉴。
一、控压钻井节流控制原理常规钻井主要通过调整钻井液密度,继而改变静液柱压力,实现井底压力的改变,但该处理方法一般耗时较长。
考虑在井口处施加一定的回压,通过改变也能起到改变井底压力的目的,这就是所谓的控压钻井,由于压力改变为机械波传播速度,井底压力调控速度较快。
控压钻井的实质是在井口处安装一定的节流装置,通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算,对节流装置的开度进行精确调整,改变钻井液流过该装置时产生的节流压差,从而在井口环空处的产生一定的回压,最终影响井底压力。