随钻测压ESD在蓬莱油田的应用

1.20
1.17
2017/4/2 5 ：26 1 391.68 1 419.42
1.20
1.17
2017/4/2 11 ：52 1 390.24 1 417.98
1.27
1.17
2017/4/2 15 ：33 1 380.30 1 408.04
1.30
1.30
结合钻前油藏压力预测及水淹层分析，L50 层强水淹比例
现场钻井作业 8-1/2”井眼定向钻进至井深 1 421m_MD， 气全量升高至 48% 且循环不降，监测井口发现溢流，此时钻 井液密度 1.17g/cm3，关井求压，循环加重钻井液至 1.30g/cm3， 压井成功。
对比表 1ESD 数据，溢流前 ESD 数据 1.20g/cm3，溢流后 异常 ESD 数据 1.27g/cm3。
用于监测地层真实压力，与实际钻井液密度进行对比，判断
1 随钻测压ESD介绍 随钻测压 PWD 是 Halliburton 公司生产的 FEWD 仪器串
中的一种嵌入式半智能测量环空和自身内部压力的短节。其
井下情况。 现场作业期间，检测 ESD 实时传输数据，与实际井下钻
井液密度对比，判断井下状况。
通过内部双重夸脱达因换能器持续测量在开泵及关泵状态时 2 现场应用 工具自身内部压力和井眼环空压力，从而检测钻杆内和井眼 2.1 PL19-3-CXX井
1.23
1.17
2017/8/8 20 ：35 1 693.43 1 714.60
1.23
1.18
现场钻井作业 8-1/2”井眼定向钻进至 1 740m，气全量升 高至 51%，振动筛返出大量地层砂，钻井液氯离子下降，地层 水入侵，测量钻井液密度入口 1.18g/cm3，出口 1.14g/cm3，循 环加重钻井液密度至 1.26g/cm3 压井成功。
随钻测压工具可在钻井过程中实时测量当前地层的孔隙 压力，可以根据实测的地层压力数据为后续调整井钻完井作
数据可以通过数据通信口由 MWD 向地面实时传输。 随 钻 测 压 ESD（Equivalent Static Density-Pump off 等
效 静 态 密 度 ） 是 基 于 Halliburton 公 司 PWD（Pressure While Drilling）内置模块，分析在停泵无环空压耗下的环空压力变化。 是在钻具坐卡瓦接立柱时，在无激动压力、无钻具振动和马
表2 BXX井随钻ESD数据
日期与时间 PWD 测点 /m 井深 /m ESD/（g/cm3）钻井液密度 /（g/cm3）
2017/8/8 11 ：27 1 461.97 1 483.14
1.17
1.14
2017/8/8 11 ：32 1 462.17 1 483.34
1.18
1.14
2017/8/8 12 ：35 1 490.96 1 512.13
环空的压力值。这些压力值可以为测量井底压力提供参考数 据，从而用于分析井底状况，PWD 可以配合 MWD 使用，数 据传输方式分为实时传输和记忆式传输两种方式。
在实际应用中常使用 ECD 或者 ESD 来判断环空压力、 井底压力和井底岩屑的携带情况。在实际的钻井过程中选择 ESD 曲线对井底环空压力进行实时监测，这样既有利于了解
结合钻前油藏压力预测及水淹层分析，L100 层位存在水 淹，显示钻进至 1 656m_MD，层位 L100 层出现溢流水侵入， 与油藏预测相符。
本井 ESD 数据异常可以及时发现溢流存在，结合本井钻 井日报分析，钻进至 1656m_MD 后 ESD 数据突变，但没有相 应调整钻井液密度，钻进至 1 740m_MD，钻井液密度受注水 井影响降低至 1.14g/cm3，是导致本井溢流的主要原因。
Keywords ：ESD; formation pressure; drilling; well control
蓬莱 19-3 油田位于山东半岛北部的渤海中，距山东省龙 口市仅 48 海里，是 1999 年由康菲石油发现的海上特大型整装 油田。蓬莱 19-3 油田于 2002 年 12 月投产，目的层位主要分布 在馆陶组。在十余年的开发过程中，采用大段合采合注方式，
可能存在最大 3.7MPa 亏空。
地层的原始压力，也有利于监测井眼的清洁情况。施工过程 中，传感器内部的压力传感器、温度传感器通过压力监测端 口随时监测钻具内部、井眼环空的工作压力和传感器工作温 度，电子线路控制所有数据的采集、处理和储存，所有测量
注采比不平衡，上馆陶超压，下馆陶亏空，加上注水井连通 性好，地层压力系数复杂。侧钻井同一裸眼段存在超压层与 亏空层并存现象，钻井期间作业难度大，井控风险高。
若发现 ESD 突变后及时调整钻井液密度，本井可能不会 发生溢流等复杂情况。
2.3 PL19-3-CXXX井
CXXX 井设计 9-5/8”套管 1 321m 处开窗侧钻，8-1/2”井
眼定向钻进至完钻井深 2 350m，随钻 ESD 数据见表 3。钻前
油藏预测 L50~L70 油组可能存在 1.0MPa 超压，在 L80-L100
37.5%，而本井钻至 1 421m_MD 正属于 L50 层位，钻遇强水淹
层将受到注水井的影响，也是本井溢流的直接原因。
本井 ESD 数据变化较大且稍有滞后，因为钻遇超压层后，
气全量上升且循环不降，一直未停泵，ESD 数据无法传输。
压井成功后，结合最近测量 ESD 数据可判断压井液密度是否
满足压井条件，确保钻井作业顺利进行。
Chen Qing-zheng，Liu Hai-xiao，Qiu Xiao-hua，Qin Tian-bao，Qiao Zhong-shan
Abstract ：The development of the Penglai 19-3 oilfield has entered the mid-term, and the production dynamic data shows that the vertical upper layer has a large contradiction, the injection-production ratio is unbalanced, and the formation pressure of each sand body is quite different. From the analysis of pressure measurement, the Shangguantao Formation is affected by the overpressure of the water injection wells, and the Xiaguantao Formation has been exploited for many years, resulting in deficits. In addition, the water injection wells have good connectivity, and complex situations are prone to occur during drilling. Halliburton’s pressure measurement while drilling ESD data can analyze the annulus pressure changes under the condition of pumping stop, and accurately determine the formation pressure based on the data obtained from the measurement, which can improve drilling efficiency, reduce drilling costs, and prevent the occurrence of complex downhole conditions and drilling fluids. The control of density has a guiding role. This article mainly introduces the basic principles of ESD and its application in Penglai Oilfield.
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
油气开采
Oil and Gas Production
第47卷第6期
2021年6月
随钻测压ESD在蓬莱油田的应用
陈清正2，柳海啸1，邱小华1，秦天宝1，乔中山1 （1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452；
·39·
第47卷第6期
2021年6月
油气开采
Oil and Gas Production
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
表1 CXX井随钻ESD数据
日期与时间 PWD 测点 /m 井深 /m ESD/（g/cm3） 钻井液密度 /（g/cm3）
1.18
1.14
2017/8/8 13 ：24 1 519.94 1 541.11
1.18
1.15
2017/8/8 16 ：45 1 606.42 1 627.59
1.18
1.16
2017/8/8 18 ：03 1 635.54 1 656.71
1.20
1.17
2017/8/8 19 ：13 1 664.30 1 685.47
2.中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300452）
摘 要：蓬莱19-3油田的开发已经进入中期，生产动态资料显示纵向上层间矛盾大、注采比不均衡，各砂体地层压力差异较大。 从测压情况分析上馆陶组受注水井影响超压，下馆陶组多年开采导致亏空，加上注水井连通性较好，钻井期间容易发生复杂情况。 Halliburton 公司随钻测压 ESD 数据可分析在停泵条件下环空压力变化，根据测量所获得的数据，准确判断地层压力，对于提高 钻井效率，降低钻井成本，防止井下复杂情况的发生以及钻井液密度的控制具有指导作用。主要介绍 ESD 的基本原理以及在蓬 莱油田的应用。
收稿日期 ：2021–03–12 作者简介 ：陈清正（1984—），男，天津人，工程师，主要从事油田钻井、
井控工作。
PL19-3-CXX 井设计 9-5/8”套管 1 037m 处开窗侧钻，8-1/2” 井眼定向钻进至完钻井深 2 019m。钻前油藏预测在 L50~L110 油组可能存在 6.7MPa 亏空 ~2.8MPa 超压。
业的钻井液密度提供选择依据，减少井下复杂情况的发生并 达压差的影响下，计算井筒内静液柱压力与地层孔隙压力相
有利于储层保护。Halliburton 公司随钻测压工具 PWD 内置的 ESD 模块，可在钻井期间实时监测环空压力变化趋势，对现 场判断井况有十分重要的指导意义。
互作用。 现场作业期间，ESD 数据可通过 MWD 进行实时传输，
2.2 PL19-3-BXX井
PL19-3-BXX 井 设 计 9-5/8” 套 管 931m 处 开 窗 侧 钻，8-
1/2”井眼定向钻进至完钻井深 1 886m，随钻 ESD 数据见表 2。
钻前油藏压力预测在 L40~L90 油组可能存在 4.33MPa 亏空 ~
1.14MPa 超压，在 L100 油组可能存在 1.39~3.41MPa 超压。
关键词 ：ESD ；地层压力 ；钻井 ；井控 中图分类号 ：TE5 文献标志码 ：B 文章编号 ：1003–6490（2021）06–0039–02
Application of Pressure Measurement While Drilling ESD in Penglai Oilfield
2017/4/1 21 ：04 1 249.82 1 277.56
1.18
1.17
2017/4/1 22 ：29 1 276.19 1 303.93
1.19
1.17
2017/4/2 2 ：25 1 333.98 1 361.72
1.19
பைடு நூலகம்
1.17
2017/4/2 3 ：55 1 362.58 1 390.32