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❷ 石油鑽井和井下作業那個好些
充氣控壓鑽井過程壓力影響因素分析摘要：常規鑽井技術鑽遇復雜地層時，鑽井液安全密度窗口窄，鑽井液性能可能發生劇變，壓差卡鑽、粘附卡鑽、噴漏同層、上漏下噴和井壁垮塌等復雜問題經常發生，甚至導致鑽井作業無法正常進行，增加諸多非鑽井作業時間，使鑽井周期和費用大幅度上升；充氣控壓鑽井（MPD）作為一種新的鑽井技術，能夠降低甚至避免諸類鑽井問題，結合環空多相流水力學模型，綜合分析了鑽井液排量、注氣量、機械鑽速、井口回壓和井身結構等因素對MPD環空壓力的影響，實現MPD環空及井底壓力保持在一定的范圍內准確、快速可調，從而提高鑽井效率，降低作業成本。在不久的將來，控壓鑽井將會是一種更安全、更快、更有效的鑽井技術。關鍵詞：控壓鑽井；排量；壓力；注氣量；地層壓力伴隨著油氣層的長期開采，國內外主力油氣田大多進入開發的中後期，不同程度地面臨地層壓力衰竭與下降，因此造成地層坍塌密度降低，且與地層壓力梯度接近，鑽井過程中呈現出窄壓力、甚至負壓鑽井液密度窗口，並由此產生漏噴同層、井壁垮塌等一系列鑽井問題[1-3]。同時隨著裸眼井段的增加，井底溫度和壓力也隨之發生改變；且有多套壓力體系的復雜裸眼井段，從而使鑽井液性能發生劇變，卡、漏、噴及井壁垮塌等復雜問題進一步加劇，甚至導致鑽井作業無法正常進行；面臨這種復雜的地層，採用常規鑽井裝置和方法很難滿足當前鑽井作業需要[4-6]。因此，在今後的油氣勘探中，如何在諸類儲層鑽進將成為國內外各大油氣田增產上儲的主要手段。然而，充氣控壓鑽井—MPD（Managed PressureDrilling）作為一種新的鑽井技術，使用稍高於地層壓力梯度的鑽井液，地面通過混合器向鑽井液上水管線中適當充氣，利用欠平衡設備和技術，能夠方便快速調節環空鑽井液當量循環密度，使井底壓力保持在一定范圍之內，降低或避免上述鑽井問題，減少非生產作業時間。但鑽井過程中，鑽井液排量、注氣量及井口回壓等工程參數與地層壓力及環空安全攜岩尤為重要；文中重點考慮地層產出氣與注入氣在環空形成的氣液兩相流，利用水力學的嚴格推理與計算，保證了井筒環空井口的安全攜岩且精確控制井底壓力，對進一步深化和完善充氣控壓鑽井的理論研究及現場應用具有重要的現實意義。1控壓鑽井的使用現狀與基本概念Status quo and basic concept of managedpressuredrillingMPD技術在陸上鑽井使用已有相當長的時間，其應用了較為先進的欠平衡設備及方法使鑽井液從立管到出口形成一個閉合、承壓的循環系統，實現鑽井優化的一種工藝[5，7]。其意圖是方便、快速調整環空和井底壓力等參數，隨意控制鑽井作業過程中地層流體有控制地進入井筒環空，而不是通過調整鑽井液密度來改變井底的壓力。目前美國75%的井使用這種閉環、承壓的控壓鑽井技術進行作業。國內陸地控壓鑽井技術已經在塔里木油田公司的奧陶系和南堡油田第三系地層陸續展開，避免了鄰井鑽井過程中發生的井下復雜情況，已取得較好的效果。控壓鑽井使用欠平衡的設備，就其循環系統本身來講，屬於閉環、承壓的鑽井液循環系統；能夠滿足方便、快捷地調整井底及環空壓力，從而使用最短的時間來處理和滿足鑽井工程上的需要，使整個鑽井過程中井底壓力近乎保持恆定；國際鑽井承包商協會（IADC）對控壓鑽井—MPD作了如下的定義：MPD是一種經過改進的鑽井程序，可以較精確地控制整個環空井筒的壓力剖面；其目的是要確定井底壓力，進而來控制環空的壓力剖面[5，6，8，9]。其主要技術特點是：與常規開式壓力控制體系不同，MPD依靠閉合、承壓的鑽井液循環體系，可以更精確地控制整個環空壓力剖面，使得地層流體有控制地進入環空。這種循環體系需要通過環空鑽井液水力學的精確計算和模擬；主要參數包括：鑽井液性能、鑽井液密度、鑽井液泵排量、充氣量、機械鑽速、岩屑類型及尺寸、岩屑與氣體遲到時間，井身結構與鑽具組合等。從而合理地預測、解釋實施控壓鑽井過程中整個環空壓力剖面及相應的控制壓力措施。2影響井底壓力的主要參數分析Effects of main parameters for bottom holepressure2.1環空兩相流模型選擇Modelselectionof twophaseflowinannularspace根據前人研究成果，綜合分析氣液兩相流模型主要有以下3種：均