精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用

精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用——郭庆丰

深井、复杂井钻井技术专场：

中国石油集团钻井工程技术研究院郭庆丰演讲——精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用

尊敬的主持人，各位专家上午好。我是来自中石油钻井院的郭庆丰，很荣幸有这个机会把我们院的精细控压的研究和应用情况跟各位专家汇报。

我汇报分为五个方面，首先对控压钻井技术，包括它的国内外的一些应用和发展情况做一个简要的概况。这一段就是IDC对控压钻井的定义，首先控压钻井的最终的目的就是控制压力剖面，有两个技术的特征，首先要做到精细控制，第二就是自适应。自适应就是分为两个层面，一个是控压钻井的技术和装备要对井下工况的压力波动的自适应，所以同这个来讲只有具备了这两个特征才是控压钻井技术。

我们钻井从现代钻井开始基本是与压力打交道，所以压力控制是深入到钻井各方面的一个东西。所以这一块我们加了一个精细，就是有别于之前的简单的一些控制。而控压钻井具体要干什么，它主要的核心观念就是为了钻井的安全。这张图很简单的把控压钻井的一些原理说明了一下，因为技术原理很简单，就是因为常规钻井的压力波动超出了我们地层允许的可以称之为窄的窗口，所以说无法进行正常的钻井，带来了一系列的问题，而控压钻井是井底的压力波动曲线，相对于常规的波动它是很小，所以说它在蓝线和黑线的窄窗口中安全的进行钻井。

窄窗口面临的主要地层问题我们总结了六点，窄窗口主要面临就是超高压和含有硫的问题，还有井壁易塌，还有地应力高等。这是因为地质问题导致我们面临的工程问题，也是主要分为了六点。常规我们现在控压解决的核心焦点就是A和B，就是说我们在窄窗口上使用了高密度的钻井液导致了漏失，或者窄窗口上涌漏同存，我们实验中发现同存的可能性很小，基本上是同时存在。

控压钻井的主要作用和优势分为了三个方面。首先控压钻井消失了对井底压力的影响，这样就保证安全施工。第二个是井底的压力极巨见效，调节了密度钻井的空间。因为控压钻井主要是调节井口活压，通过它先进的装备我们可以调节井底的压力，调节状况。它是以一个循环周为计数，它的压力传递是压力波，基本上2秒可以作用到井底。所以对原来出现的一些情况我们就可以解决，这样就解决了原来的风险井、低效井，甚至原有技术不可能打的井我们都可以解决，这是主要分为六个方面。

主要的核心还是针对地层出现的压力体系多，压力异常，包括压力窗口窄的情况。第一个就是压力的敏感地层，上部的异常高、低压，枯竭油气层，深海的海底等等的压力的问题。

从2004年到2007年在北海亚太、墨西哥湾以及中国的南海和西部地区存在的寨口问题相当突出。下面就简要的介绍一下国内外控压钻井发展的情况，从这个曲线可以看到从上世纪60年代已经开始了这方面的应用，但是因为那时候的我们的油漆开采还没有进入到非常

规，所以没有引起足够的重视，到了2000年外国的公司揭开了控压钻井的发展的序幕，对它定义了以后就进行了快速的发展。据统计2004年到2008年已经应用了100多口。

国外比较有代表性的系统，首先是平衡公司的SCH，它是最早的成套的体系，包括了一个自动截流管，还有一些控制单元。然后微流量浮筒，它是以流量为控制目标，我检测的流量的差，用这个去控制井口S压力，从而调节井底的复杂。而哈利波顿的MPD系统是遵循与DAPC的，只是在节流管汇这有一些不同，多了一个检测和预留的管汇处理。

这国内的一些从2008年开始，包括各个院所，产生川庆、大庆、胜利油田等都开始了攻关，10年进入了现场的实验和应用。

第二部分就汇报一下我们研制的PCDS系统，这是一个介绍性的东西。然后PCDS分为了五大部分，软件、系统、液气控制、回压补偿、自动节流控制系统等，这个也有展示，也欢迎大家参观。这是它的一些技术特点，主要就是在这，为了开发这个设备我们建立了一个全尺寸的控压钻井实验室。这是与国外的一些对标，基本上达到了国外的先进水平。这个控压实验室在天津塘沽，这个实验室为我们设备的研发和技术软件提供了条件，这是三大块功能，就不一一解释了。这是获得了17项发明专利，这是我们申请的行业标准，控压钻井系统。这是一些研制过程中的一些标志性的节点。

然后讲一下塔中的钻井的难点，分三类，一二类的难度还是相对较小的，三类的风险还是很高的。第一是易漏易喷，属窄窗口，压力比较高。这个长度是一样的，就是我们常规钻井的摩阻的长度，这个是窄的长度，都超出了安全钻井的范围。第二是储存裂缝发育，缝洞一体，导致裂缝很严重。第三部分就是说因为井一般打的都是水平井，水平钻进柴跃多套缝洞难度大，尤其是水平井甚至涉及一千到九百米，打不到五分之一就被迫停止了。还有就是目的层压力不统一的情况。第五就是常规钻井钻遇复杂情况频发，常未是钻置设计井深就停工。

第四部分介绍一下PCDS在塔中的现场应用情况，我们这套系统现在除了两口实验井，现在已经进行了十口井的作业，其中有几台都是井油田的应用。中古105是我们在塔中应用的第一口经，它检验了我们的设备对塔中地层的适应性，取得的效果很好。然后塔中26H7这个是一个塔里木的典型的应用井，也取得了很多的记录，包括了塔里木油田水平大概四千多米，这是很长的，这是创了塔里木最高的记录。包括我们的点火钻进，而且实现的在明显分辨有四个压力不同的阶段，实现了零漏失和零死闸。还有的我们挖掘应用流量监控打的井，这是H11，H11是一个恶性漏失，但是我们已经很成功的处理掉了。这是一个在塔中进行控压钻井的一个效果，包括了三种技术方式，精确近平衡，欠平衡等。这是精细控压的钻井效果，这两块基本是零漏失和零复杂。这是一个总体的一个精细控压应用效果的统计图，我们看到单井漏失是大幅降低了，然后水平量完成能力提高了106%。

最后是结论和认识，对于我们的钻井系统在塔中的应用基本上实现了欠平衡条件下进行控压，然后设备也承受了塔中的一些严苛的地层考验，有效的解决了一些难题。这五点基本是在塔中我们的应用认识，就是塔中地区精细控压是很适用而且是着重的解决了塔中面临的主要难题的技术，有很好的发展前景，能够提高产量，延长寿命，达到稳产高产的目标，谢谢各位专家。