深井钻井井控技术的探究

CQMPD精细控压钻井技术应用与思考

韩烈祥

【摘 要】介绍了CQMPD精细控压钻井系统的结构、工作原理,给出了其在川渝气田的应用实例.CQMPD精细控压钻井系统在川渝高石梯—磨溪、川西北剑阁和土库曼斯坦阿姆河右岸等地区的成功应用有效解决了安全密度窗口窄,频繁发生井漏、溢流甚至喷漏同存等钻井井控难题,对于潜伏类碳酸盐气藏的高效、安全开发起到重要作用,该技术成熟度高.但是,随着勘探开发对象变得越来越复杂,对精细控压钻井技术的要求也更加严格,近年来,在精细控压钻井工艺、产品和应用领域上又取得了新的拓展,有效提高了超深复杂井的固井质量.该研究对于降低复杂盐下气藏开发的钻井成本亦具有重要的指导意义.

【期刊名称】《石油钻采工艺》

【年(卷),期】2018(040)005

【总页数】4页(P559-562)

【关键词】MPD精细控压;井控;钻井;固井;超深复杂井

【作 者】韩烈祥

【作者单位】中石油集团川庆钻探钻采工程技术研究院;油气钻井技术国家工程实验室欠平衡与气体钻井试验分基地

【正文语种】中 文

【中图分类】TE242

精细控压钻井是在窄安全密度窗口地层钻完井过程中精确控制环空压力，实现井筒压力平稳。随着技术的不断完善，不仅可用于解决窄安全密度窗口地层、同一裸眼井段多压力系统的安全钻进难题，还能延长水平井钻深能力，提高复杂超深气井的固井质量。该技术自2003年提出至今，已应用于多个油气田窄安全密度窗口地层钻井，有效解决了钻井过程中出现的井涌、井塌、井漏、卡钻问题［1］。

1 精细控压钻井技术

CQMPD精细控压钻井系统是中国石油集团川庆公司自主研制的、具有完全自主知识产权的闭环精细控压钻井系统［1］，已在川渝、塔里木、土库曼斯坦阿姆河右岸等油气田广泛使用，有效解决了深层油气田复杂地层剖面钻井难题。

CQMPD精细控压钻井技术已发展形成了全过程精细控压钻完井技术，形成了从钻前、钻进、起下钻、电测、下套管固井（下完井管柱）等所有工况的精细控压配套技术，有效降低了安全起下钻风险，保证了井身质量。CQMPD精细控压钻井系统有两种型号或控制方式。

关于贯彻“积极井控”理念的探讨

随着“安全第一、环保优先、以人为本”的安全管理方针得到社会和企业的广泛认同和贯彻,如何避免危害巨大的井喷失控发生,如何防范井控作业中的各种险情,如何预防各种井控复杂局面的出现,向来就是我们井控管理工作的重点,也是我们面临的新课题。

积极井控的理念就是预防为主,防范在先,注重一级、二级井控,在发现井控隐患时进行整治,去除井喷发生的环境因素,将井喷事故的苗头扼杀在摇篮中,杜绝井喷失控。为了深入贯彻“积极井控”的理念,做好井控管理工作,根据我个人在现场多年的实践,特提出以下几点建议,供大家参考。

1积极井控更重视人的因素

1)持证上岗。钻井井控作业是一项专业性强、风险大的作业,尤其是关键岗位的素质和技能水平,更是关系到一口井井控是否安全的决定性影响因素,因此《石油与天然气钻井井控规定》和各油田制定的《井控实施细则》、《井控管理办法(规定)》明确要求:严格执行井控操作证制度。应持证人员必须参加统一组织的井控培训,参加考核并取得井控操作证,无证的领导干部、工程技术人员无权指挥钻井生产,工人不得上岗,凡未取得井控操作证而在井控操作中造成事故者要加重处罚。持证上岗对关键岗位的素质和技能水平有了一个最基本的要求,设置了井控操作的门槛,对于降低操作失误、保证井控安全有了起码的资质和技能保障。

2)井控技术培训。提高井控技术水平和意识的有效办法是进行井控技术培训,井控培训的具体要求:工人能及时发现溢流,正确实施关井操作,掌握井控装备的安装、使用等;钻井队干部和钻井监督能正确判断溢流、正确关井、计算压井数据、掌握压井程序等;主管钻井生产的领导及管理人员学习井控工作的全面监督管理、复杂情况下的二级井控及三级井控技术等。①岗位培训:井队技术培训制度化,充分利用班前班后会时间每天抽出10分钟,结合生产情况学习井控细则、基础井控理论、操作常识,利用深井钻进期间抽出专门时间每月每班集中学习3～4小时。通过制度化的培训,切实提高新工人的认知和操作水平,切实提高班组骨干应付突发事件的能力,切实提高班组实战的能力,做到井关的住、开的对,杜绝误操作,提升基层班组的井控操作和管理水平。②取证培训:统一组织井控培训,严格培训纪律,保证培训质量,要学有所获,要有提高,要懂性能、会操作、会使用。③实战培训:进行各工况的防喷演习,提高关、开井的熟练程度,强调演习的实战性,加强复杂情况下的演练,尤其是起下钻铤、电测、远控台、手动关井等比较少见工况的演习,确实提高井队每个班组控井的实战能力。④外部培训:公司技术干部、井控管理人员参加提高处理溢流压井复杂情况处置能力的井控技术高级培训班,钻井工程师进行模拟井喷现场井控技术培训,通过“走出去”培训学习的方式,尽快提高基层技术骨干的实战能力,避免现场出现溢流压井时情况复杂化。

深井钻井技术工艺探讨

关键词：深井 钻井技术 工艺策略

在钻井过程中，常常会受地层的影响遇到一些深井。此类井由于深度特别深，井下地质状况不甚明晰，往往由于相关预告不准确导致钻井出现许多情况，从而影响钻井的速度和效率。而探讨这些因素，进行深入分析，并提出相关解决策略是摆在相关工作者面前的一项重大课题。本文结合笔者经验就深井钻井来讲，如何提升钻井技术工艺谈几点看法。

一、深井钻井所存在的问题分析

深井钻井要穿过多套地层，这些地层跨越的地质时代较多、变化较大，相应的地质条件错综复杂，同一井段可能包括压力梯度相差较大的地层压力体系和复杂地层等，施工时一口井中需要预防和处理几种不同性质的井下复杂情况。再加上深部地层高温、高压、高地层应力等，会使井下复杂的严重程度和处理复杂的难度大大加剧。就目前我国的钻井技术水平来说，钻深井存在的技术问题主要以下几个方面：

钻井的主要装备性能差、比较陈旧，和国外的先进装备相比落后的太远了。上部大尺寸井眼和深部井段提高钻井速度是一大难题。多层套管时，深部井段小井眼的钻井速度问题。减小技术套管磨损和破裂后处理问题。防斜打直技术。深井固井质量问题。井漏、井涌、井塌、缩径等复杂情况的预防和处理。深井定向井、水平井钻井技术。深井钻井液现有体系中的包被剂抗温问题、高温稳定剂的复配问题、深井高密度钻井液流变性能稳定问题、深井钻井液的环境保护问题、深井钻井液检测系统陈旧、不配套问题。

二、提升深井钻井技术工艺的几点措施

1.提高深井大直径井段的钻井速度。

提高钻井装备的装机功率，解决大尺寸井眼所需的能量和排量问题。采用大尺寸钻杆和钻铤，解决水力能量和破岩能量问题。完善大尺寸钻头的结构和系列，特别强调的是要增加大尺寸钻头的移轴距和适应高转的性能。采用井下动力钻具和复合钻进技术，提高机械钻速。

2.提高深部井段钻井速度。

深部井段的泥页岩和泥质砂岩等在上覆盖地层压力下变得非常致密，不仅密度和硬度增加，而且从常压下脆性岩石向塑脆性岩石或硬塑性致密岩石转化，牙轮钻头的牙齿在这种岩石中破碎起来非常困难。另外，随着钻井液密度和井深的增加，液柱压力对井底破碎出来的岩屑产生压持作用，牙轮钻头破碎出来的岩屑在压差作用下不易离开井底，结果是在井底形成垫层，降低了破碎效率等。多种原因都影响着深井深部井段的机械钻速，使得机械钻速极低。提高深井在高抗压强度和高研磨性地层的机械钻速，缩短钻井周期，一直是困扰钻井工作者的技术难点。随着钻头和井下工具技术的发展和实践，针对高抗压强度和高研磨性的地层，国外目前逐步推出了一套提高机械钻速的技术途径，即采用特殊设计的人造金刚石孕镶钻头与高速涡轮动力钻具组合，依靠强化钻井参数的办法提高钻速。与牙轮钻头相比，该项技术可提高机械钻速三至十倍以上，大幅度提高了深井在高抗压强度和高研磨性地层的机械钻速。

第４２卷第１期　２０１４年１月　石　油　钻　探　技　术　ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ　ＤＲＩＬＬＩＮＧ　ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ　Ｖｏ１．４２　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．，２０１４　

学术争鸣　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０８９０．２０１４．０１．００２　

现行钻井井控标准存在的问题分析及修订建议　

张桂林，陈志宁　

（中石化胜利石油工程有限公司技术装备处，山东东营２５７００１）　

摘要：为了进一步提高钻井井控标准的科学性和可操作性，充分发挥其在钻井作业中的指导作用，对现行８　项有关钻井井控标准（国家标准和行业标准）进行了简要介绍，分析了其特点；立足于当前钻井井控技术现状，按照　钻井作业对井控技术与装置的需求，充分考虑井控装置的功能、井控装置最低配备要求并基于保证必要安全备用　余量的思路，指出当前６项有效标准中存在防喷器组合形式、井控管汇流程、关井程序不合理等１７项主要问题。　通过对问题的深入分析，提出了可行的解决方案（修订建议）并进行了解释。研究与解决方案都基于油田钻井井控　实际，可为下一步完善与修订相关井控标准提供依据。　关键词：钻井井控国家标准行业标准问题修正　中图分类号：ＴＥ９２１　．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０８９０（２０１４）０１—０００７—０７　

Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｏｓｅｄ　Ａｍｅｎｄｍｅｎｔｓ　ｆｏｒ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　

Ｄｒｉｌｌｉｎｇ　Ｗｅｌｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　

Ｚｈａｎｇ　Ｇｕｉｌｉｎ，Ｃｈｅｎ　Ｚｈｉｎｉｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｓｉｎｏｐｅｃ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏｒｐｏｒａ—　ｔｉｏｎ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５７００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｗｅｌ１　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｎｄ　ｇｉｖｅ　ｆｕｌｌ　ｐｌａｙ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｇｕｉｄｉｎｇ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｗｅｌｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｉｎ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　８　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ