控壓鉆井技術(shù)探討與展望

李 鵬 閆 林 成仁杰

（川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司，陜西 西安 710000）

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鉆井技術(shù)也在逐漸的得到發(fā)展，為我國的工業(yè)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)?？貕恒@井技術(shù)也叫MPD技術(shù)，已經(jīng)被逐漸應(yīng)用到鉆井過程當(dāng)中，所有的現(xiàn)代油氣井鉆井技術(shù)均包含控壓鉆井技術(shù)，控壓鉆井技術(shù)能夠有效的解決復(fù)雜鉆井問題，還能在一定程度上減小非生產(chǎn)時間，極大的提高了生產(chǎn)效率，以確定井底壓力目的為基礎(chǔ)，達(dá)到有效控制環(huán)空液壓剖面的目標(biāo)。

2 控壓鉆井技術(shù)概述

2.1 控壓鉆井技術(shù)原理

在鉆井作業(yè)中，由于井筒環(huán)空壓力的因素包括壓力波動、井口回壓、環(huán)的循環(huán)壓力損失和液柱壓力等等。在常規(guī)鉆井作業(yè)，控制調(diào)整鉆井液密度是最重要的手段，但是缺點(diǎn)是及時性太弱。也因?yàn)闆]有完全封閉的系統(tǒng)，因此，盡管井底壓力控制還可以使用循環(huán)來實(shí)現(xiàn)排放的規(guī)定，但并不能保證控壓的連續(xù)性?？刂圃砗涂貕恒@井技術(shù)是低密度鉆井液循環(huán)，使其動態(tài)范圍的安全密度窗口得到保證，如果循環(huán)出現(xiàn)了停滯，將在井口位置獲得相應(yīng)程度的背壓，并將在合理范圍內(nèi)對靜態(tài)安全密度窗口繼續(xù)控制，從而確保鉆井的安全。

2.2 控壓鉆井技術(shù)系統(tǒng)組成

控壓鉆井技術(shù)系統(tǒng)主要由指令系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、分析系統(tǒng)以及監(jiān)測系統(tǒng)組成，具體如下：

（1）指令系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)相關(guān)的信號接收到控制柜，電氣控制系統(tǒng)同時工作訂單收到的電磁閥，然后通過轉(zhuǎn)換電路與工作相關(guān)的信號為相應(yīng)的液壓信號、電信號，成功的變量的節(jié)流閥，從而達(dá)到控壓的目的。（2）電控系統(tǒng)。相關(guān)的信號接收和處理分析系統(tǒng)，然后機(jī)器發(fā)出指令，從某種程度上，轉(zhuǎn)移的影響，控制每個閥門的狀態(tài)開放；在鉆探過程中，如管道壓力，閥板的工作條件下，泵的背壓壓力和流量和其他類型的數(shù)據(jù)收集，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。（3）分析系統(tǒng)。分析系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，以及對各類參數(shù)做出反饋，并預(yù)先對基礎(chǔ)參數(shù)與實(shí)時參數(shù)進(jìn)行比較，還包括對數(shù)據(jù)的輸入。（4）監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)控和收集各種實(shí)時鉆井參數(shù)是它的主要功能體現(xiàn)。同時將數(shù)據(jù)處理中心共享，為支持其他系統(tǒng)工作提供數(shù)據(jù)。

3 我國控壓鉆井技術(shù)現(xiàn)狀

3.1 精細(xì)控壓鉆井技術(shù)。通過使用控壓鉆井技術(shù)是有效的，它可以迅速提高井口背壓，然后井口有效控制井底壓力。因此，為了防止在鉆井過程中鉆井復(fù)雜有害氣體泄漏出現(xiàn)在底部，造成漏失和安全問題。一旦入侵，防止進(jìn)一步擴(kuò)散，將大大提高安全性和可靠性的建造工程。精細(xì)控壓鉆井技術(shù)井下壓力工具及時井底壓力和裝配，鉆井液性質(zhì)，鉆井液流，將數(shù)據(jù)傳送到計算機(jī)軟件，通過操作指令來有效地調(diào)節(jié)控制井口，井底孔壓力。將以精細(xì)控壓鉆井技術(shù)與傳統(tǒng)控制技術(shù)在一定程度上的比較分析，不難發(fā)現(xiàn)，精細(xì)控壓鉆井技術(shù)卓越的數(shù)據(jù)采集，它可以達(dá)到實(shí)時井底壓力數(shù)據(jù)，以及應(yīng)力狀態(tài)的充分結(jié)合，然后在此基礎(chǔ)上完成壓力補(bǔ)償運(yùn)算，有效地實(shí)現(xiàn)了自動壓力控制井下壓力和液體連續(xù)循環(huán)的。

3.2 微流量控壓鉆井技術(shù)。它有以下幾個方面的主要優(yōu)勢：設(shè)備比較簡單，操作靈活和強(qiáng)大，無風(fēng)險，可用于地下采礦的實(shí)時監(jiān)控。微流量控壓鉆井技術(shù)原理主要如下：通過鉆探流體的精確控制流入和流出的鉆井液參數(shù)調(diào)整，地層壓力信號由計算機(jī)系統(tǒng)所收集的計算機(jī)處理之后，收集進(jìn)一步的指令，以實(shí)現(xiàn)安全鉆井的流動。通過有效利用微流體壓力鉆井技術(shù)可以提高流體壓力監(jiān)測哈桑的準(zhǔn)確性在很大程度上，在同一時間，它可以提高石油開采。當(dāng)前形勢下，主要集中在歐美國家研制技術(shù)研發(fā)，國內(nèi)的研究和發(fā)展也是一個弱的水平，但隨著石油勘探地質(zhì)條件復(fù)雜，將進(jìn)一步加強(qiáng)國際技術(shù)交流。

3.3 ReelWell鉆井技術(shù)。相比于前兩種控壓鉆井技術(shù)，ReelWell鉆井技術(shù)相對較新，這種技術(shù)有以下幾個方面的主要優(yōu)勢：提高鉆井的安全和效率；壓力鉆井挑戰(zhàn)底部起著重要的作用。ReelWell鉆井技術(shù)，這主要是基于上面鉆雙壁鉆桿主要設(shè)備的流體流動控制儀器的滑動活塞，雙浮球閥，ReelWell鉆井技術(shù)主要有三個方面的研究。無導(dǎo)管鉆井，封閉的循環(huán)系統(tǒng)和凈化井眼。

4 控壓鉆井技術(shù)發(fā)展展望

4.1 流程進(jìn)行合理簡化。控壓鉆井技術(shù)在我國已經(jīng)初具規(guī)模，并在實(shí)際應(yīng)用中有很好的效果，但因?yàn)橄鄬Π嘿F的機(jī)械設(shè)備，所以在很大程度上限制了控壓鉆井技術(shù)被廣泛應(yīng)用。因此，在發(fā)展工藝合理的簡化，并且可以被控制，以優(yōu)化壓力鉆井機(jī)械和經(jīng)濟(jì)合理化的設(shè)備分配以提高其適用性，經(jīng)濟(jì)性和使它們更廣泛的應(yīng)用。

4.2 加強(qiáng)對相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)?？刂茐毫︺@井技術(shù)在壓力衰減，高溫高壓鉆井復(fù)雜問題的解決已相當(dāng)成熟。但仍然需要進(jìn)一步分析環(huán)形液壓、恒壓底環(huán)的動態(tài)控制，使理論基礎(chǔ)技術(shù)更好的實(shí)現(xiàn)。也有針對性的專業(yè)操作人員培訓(xùn)教育，使其發(fā)揮適當(dāng)?shù)膽?yīng)用優(yōu)勢。

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