地?zé)徙@井
欠平衡鉆井技術(shù)的含義
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時間:2021-11-05 15:42:27瀏覽次數(shù):1691
(1)儲層巖石強(qiáng)度高,井壁穩(wěn)定;
(2)地層孔隙壓力清楚;
(3)所鉆儲層中不能含有H2S等有毒氣體;
(4)地層壓力低,裂縫少,產(chǎn)量不是很高的井;
(5)裸眼壓力系數(shù)相差不大的井。 由于欠平衡鉆井中井筒液柱壓力始終小于儲層孔隙壓力,所以可以提高機(jī)械鉆速,延長鉆頭的壽命,減少或消除漏失和壓差卡鉆;由于是地層流體流入井筒而不是鉆井液流入地層,能減輕或消除鉆井液直接對地層的侵入傷害,可大大提高產(chǎn)層的初期產(chǎn)量。
然而欠平衡鉆井過程(尤其當(dāng)設(shè)計和執(zhí)行不合理時)也存在潛在的不利因素。這些因素包括:
1)井眼穩(wěn)定性和牢固性問題;
(2) 在高壓或酸性環(huán)境下的安全和井控問題;
(3)增加鉆井成本;
(5)對流自吸效應(yīng)
(6)高滲透率地層的重力驅(qū)油效應(yīng),即使在不變的欠平衡流動條件下;
(7)冷凝脫落或氣體釋放效應(yīng);
(8)近井眼的機(jī)械損害, 如磨光或壓碎;
(9)如果用空氣或含有氧氣的氣體來產(chǎn)生欠平衡條件, 則會產(chǎn)生腐蝕問題增大的趨勢;
(10)欠平衡條件的不連續(xù)性。
欠平衡鉆井的技術(shù)關(guān)鍵有:
1.搞好欠平衡鉆井設(shè)計。根據(jù)地層壓力來確定欠平衡的產(chǎn)生是自然法還是人工誘導(dǎo)法。如果是自然法,鉆井液密度應(yīng)該是圖1中的曲線中的密度范圍。如果是人工誘導(dǎo)法,應(yīng)該選擇不凝固、無毒、安全、經(jīng)濟(jì)的氣體,主要選擇有空氣、液氮、現(xiàn)場制氮、凈化廢氣和甲烷等。
2.盡可能保持欠平衡條件,否則會對地層造成更嚴(yán)重的傷害。。當(dāng)?shù)貙訅毫π∮谛D(zhuǎn)控制頭的工作壓力時,可以不用壓井工作;也可以采用連續(xù)油管工作;欠平衡鉆井段應(yīng)該是油層的主產(chǎn)區(qū),應(yīng)該是短、平、快作業(yè),爭取一只鉆頭鉆完產(chǎn)層;最好采用先期裸眼完井的方式。 3.欠平衡鉆井作業(yè)的控制技術(shù)。欠平衡鉆井作業(yè)中,井口壓力控制是欠平衡鉆井作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一;而壓力控制的關(guān)鍵是欠壓值?P的確定。井控技術(shù)是保證近平衡鉆井作業(yè)安全的基礎(chǔ)技術(shù),其核心是盡早發(fā)現(xiàn)溢流,并迅速排除溢流; 而欠平衡鉆井作業(yè)是在井口施加一定回壓, 并且有控制地使地層流體連續(xù)循環(huán)到地面。根據(jù)回流到地面上的流體量和實時監(jiān)測的鉆井?dāng)?shù)據(jù),以及立管和套管壓力與實際井底壓力之間的關(guān)系來確定鉆井液的密度和井口回壓的大小,從而來控制井底的負(fù)壓。 井口回壓的計算方法主要有以下兩種:一種是利用利用立管壓力控制井底負(fù)壓差的計算方法,一種是利用井口回壓控制井底負(fù)壓差的計算方法。 第一種方法是根據(jù)鉆井液流體總流的伯努利能量方程,可以得出立壓與井底
壓力之間的關(guān)系式:
Pb=Ps+ρmgH?Pj?Pd
式中:Ps為立管壓力,kPa;
Pb為井底壓力,kPa;
Pj為鉆頭壓降,kPa;
Pd為鉆柱內(nèi)循環(huán)壓耗,kPa;
由于當(dāng)井內(nèi)氣體從儲層中流出時,導(dǎo)致泥漿的密度減少。隨著氣體量的增多,計算的井底壓力逐漸下降,在立管上的壓力值也會表現(xiàn)如此。 第二種方法是利用環(huán)空氣液兩相流數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出井口回壓的計算公式為負(fù)壓差控制,關(guān)系式如下: Pa=2.30QgoPoZoToQmoTrZ
rlgPo+ρmogH P
o 式中:Zr為氣體平均偏差因數(shù);
Zo為氣體地面偏差因數(shù);
Tr為井筒平均溫度,K;
To為地面溫度,K;
Qm為地面脫氣后鉆井液返出流量,l/s; Po為環(huán)空地面壓力,kPa; 但是在現(xiàn)場操作時,不可能保證立壓值保持不變,同時,地層產(chǎn)出的油氣也不是一個穩(wěn)定量,因此井口回壓應(yīng)該根據(jù)立管壓力隨時調(diào)整如果井口回壓上升到接近旋轉(zhuǎn)控制頭的工作壓力時,應(yīng)停止鉆進(jìn),迅速關(guān)閉環(huán)形或閘板防噴器,待排除井口附近高壓油氣,使井口壓力正常后,再恢復(fù)欠平衡鉆井作業(yè)。因此,要求現(xiàn)場操作人員必須熟練地掌握常規(guī)井控技術(shù)。
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