控压钻井技术要点及其发展前景探讨

控压钻井技术要点及其发展前景探讨

薛 斌 胜利石油工程公司黄河钻井总公司

【摘 要】本文首先对控压钻井技术的要点进行了分析，并充分结合平衡钻井技术以及欠平衡钻井技术的综合特点，对控压钻井技术优势进行了探讨，从技术以及控制增强各层面对控压钻井技术实际应用进行了研究。并在此基础上对控压钻井技术发展前景进行了展望，希望能够对控压钻井技术的实际应用和发展起到一定的推动作用。

【关键词】控压钻井；要点；生产效率；发展前景

我国油田在不断深入的勘探开发形势下，正在向着深部更复杂区域的方向发展，在这种形势下钻井作业过程中安全成为了一项非常重要的内容。如果在实际钻井作业过程中没有采取有效控制措施，很可能会导致出现井涌、有害气体泄漏等事故。在当前进行深井和高温高压井钻井施工过程中窄密度窗口的钻井安全问题是制约我国当前石油勘探开发发展的主要原因之一。控压钻井技术主要是针对井口套管压力、流体密度、水利摩阻等进行综合控制之后，针对井眼环控压力剖面进行精确计算分析，以此来实现井筒压力的有效维持，那就在整个作业过程中能够始终处在底层孔隙压力以及破坏压力之间，实现对地层流体的侵入井眼的有效控制，最大程度避免在实际作业过程中出现井涌现象。

一、控压钻井技术定义

在油气井钻井施工过程中通过合理控制井筒液柱压力剖面来实现钻井施工的安全、高效进行的钻井技术就是控压钻井技术。

控压钻井技术在实际应用过程中必须要对常规钻井施工过程中所涉及的井控技术、钻井液技术等进行充分考虑，控压钻井技术通常情况下又包括过平衡钻井技术、欠平衡钻井技术、精细控压钻井技术等。

１．过平衡钻井技术

在油气井的钻井施工过程中如果井筒压力超过了地层空气压力，针对这种状况而采取的安全、稳定的钻井技术就是过平衡钻井技术。针对过平衡钻井技术通常情况下是利用裸眼井段的最高地层压力梯度来作为基准最终确定出钻井液密度，与此同时在额外添加一个附加值。根据钻井施工过程中的井控原则，在进行附加值确定过程中应该按照以下原则来实现。针对油水井附加值主要取值范围在　０．０５～０．１０ｋｇ／Ｌ之间，或者保证其井底正压差处在１．５～３．５ＭＰａ范围内；针对气井附加值通常取值为０．０７～０．１５ｋｇ／Ｌ，或者保证题井底正压差处在３．０～５．０ＭＰａ之间。

在实际的钻井施工过程中井底压力主要是井筒液柱压力、环空循环压耗、井口回压、循环压力波动、抽吸压力等的总和。如果在钻井施工过程中井底压

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力超过了地层孔隙压力，则处在了平衡钻井状态。而如果地层孔隙压力超过了井底压力，则压差值为负，表示其处在现平衡钻井状态。

２．欠平衡钻井技术

如果在这里施工过程中井底压力小于地层孔隙压力，而且施工过程中地图中的流体可以在可控的状态下进入到井筒中，同时可以通过循环液将其携带到地面进行有效处理的钻井技术就是欠平衡钻井技术、

目前我国针对欠平衡钻井技术主要可以分为气相欠平衡钻井、气液两相欠平衡钻井、液相欠平衡钻井、全过程欠平衡钻井等几种技术［３］。在当前的欠平衡钻井技术应用过程中要想实现固井射孔欠平衡完井则必须要使用密度相对较低的水泥浆。但是由于水泥将在实际应用过程中会出现失重、候凝等过程，一旦出现油气水侵入水泥浆的现象，会进一步加重水泥将失重，严重影响其胶结。针对这种问题可以充分利用裸眼完井或者是筛管完井方式来进行有效解决；同时也可以使用专用的封隔器来进行有效解决。

二、 控压钻井技术流程和控制

控压钻井技术在实际应用过程中必须要严格按照一定的流程来进行，这样才能为整个钻井施工做好技术准备工作。在实际施工过程中通过合力应用节流阀能够实现对压井以及节流效果的有效控制，最大程度避免在施工过程中出现溢流事故。在控压技术实施过程中所应用的自动节流阀系统主要是充分结合相关的水利学模型，针对压力值进行不断更新，目前该系统已经在海上控压钻井技术应用过程中得到了成熟应用。

通过合理应用控压钻井技术能够实现对井口环空压力、钻井液密度以及流变性的合理控制，当钻井施工过程中井底压力产生变化的情况下，通过合理调整节流管汇以及控制头就能够实现对井眼压力的有效控制。

三、控压钻井技术发展展望

在钻井施工的接单根以及起下钻过程中控压钻井技术的应用能够将井底压力和井口回压进行合理控制，并能够将施工过程中的压力波动控制在合理范围内，充分保证整个施工过程中井底压力

的恒定。对于当前的控压钻井技术来说其主要有以下几个方面的发展：

首先是要进一步加强对控压钻井设备的研发，尤其是针对压力级别较高的旋转防喷器、井口循环装置、地面控制装置的研发。

要针对自动化测量仪表不断加大研究力度，其中要重点针对地面自动流量计、测压计、随钻测斜仪等设备的研究。

针对多相流的流动规律进一步加大研究力度，与此同时还要针对理论模型建立以及实际应用软件进行大力开发。

针对控压钻井技术的实际应用加强对控制机构以及相关辅助系统的研发力度，在此基础上才能够实现控压钻井技术的自动化。

要想实现控压钻井技术的全面发展，首先必须要对该项技术在钻井施工过程中的作用和重要意义进行正确认识；其次，要在实际的研究过程中严格按照研发—中试—现场试验—理论升级—再试验的基本路线进行，同时要不断加强前期的研发力度，为控压钻井技术的发展做好技术储备；再次，要加大对专业技术人员的培养力度，这样才能为控压钻井技术的深入研究和推广打下坚实基础；另外，在研究过程中要不断加强多学科领域的合作力度，实现该项技术的配套发展；最后，要对控压钻井技术的相关概念进行深刻理解，从技术人员、施工队伍、作业装备、作业技术、管理层各个方面实现全面的专业化发展。

四、结束语

　综上所述，在当前的石油勘探开发过程中控压钻井技术是非常重要的一种技术手段，能够有效解决当前钻井施工过程中面临的各种难题。为了能够全面提升控压钻井技术的实际应用效果，就必须要进一步加大研发力度。

参考文献：

[1]宋巍,李永杰,靳鹏菠,李皋,魏纳,赵向阳,刘金龙. 裂缝性储层控压钻井技术及应用[J]. 断块油气田,2013,20(03):362-365.

[2]唐守宝,卢倩,宋一磊,李明建,周号博. 控压钻井技术在页岩气钻探中的应用前景[J]. 石油钻采工艺,2014,36(01):14-17.