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欠平衡钻井技术

作者:未知

  摘 要:欠平衡钻井又称为负压钻井,始于二十世纪五十年代。目前,国内外应用井数逐年增加。对欠平衡作业过程中的底层压力预测、井底压力控制、钻井液受侵后的控制做了研究,为钻井参数设计和井身结构设计提供重要的压力数据,对保护油气层提高钻井成功率,降低成本和预防事故发生具有重要意义。
  关键词:欠平衡;安全控制
  0 引言
  欠平衡钻井使石油天然气勘探开发进入到新时代,采用这项新技术来提高储层采收率和达到最优勘探开发效益。
  1 课题研究的目的和意义
  1.1 欠平衡钻井技术在现代钻井中的地位
  欠平衡钻井技术在钻井过程中,利用自然条件和人工手段可控的条件下使钻井流体的循环液柱压力低于所钻地层的空隙压力,以实现所谓的“边喷边钻”,该种钻井工艺技术叫欠平衡钻井。
  目前石油工业开发难度及成本增加,欠平衡钻井被提出应用,有利于防止钻井液漏失,减轻地层伤害,提高油井产能;避免复杂事故发生,提高钻井速度,降低成本,评价油藏。随着井下工具、装备、地层压力测试技术、仪器、钻井液及钻井工艺的发展,尽快掌握和发展欠平衡技术是改变我国目前石油工业现状的战略措施。
  1.2 欠平衡钻井的特殊安全问题
  欠平衡钻井具有保护地层,提高产能,避免事故,提高钻速,降低成本,实时发现异常情况和评价油藏等优点,除一般问题之外,还有复杂情况:①边喷边钻;②地层流体进入钻井液;③溢流异常识别困难;④复杂问题识别困难;⑤更大的地层伤害。
  1.3 欠平衡钻井安全控制技术研究的意义
  因欠平衡钻井的复杂问题,导致欠平衡钻井风险较大。从安全角度去研究欠平衡钻井中出现的复杂情况,事故统计和原因分析,钻井中危险源辨识分析和安全指导方法的角度发现和预防事故的发生,通过设备、管理、技术等安全技术手段管理欠平衡钻井作业,有利于提高欠平衡作业过程中的安全程度,减少和预防井喷失控事故,为企业树立良好的社会影响,提高企业效益最大化。
  2 国内外研究现状
  2.1 国外研究现状
  欠平衡钻井技术产生于20世纪30年代,20世纪80年代在美国、加拿大兴起,于20世纪90年代在世界石油工业中迅速发展及广泛应用。例如1991年和1995年用欠平衡钻井230和330口。1996年占全美钻井数的10%,1997年占总钻井数的15%,据最新信息统计,有20多个国家和地区应用施工4000多口,欠平衡钻井在国外已成熟,各大石油公司已作为常规钻井来开发一些衰竭、低渗、易漏油藏。
  2.2 国内研究现状
  20世纪50年代,四川油田实现边喷边钻的先例。20世纪80年代初,新疆石油管理局率先开发应用,1984年9月在红29井进行泡沫钻井,相继开展了空气雾化、充气泥浆工艺研究。在克拉玛依、长庆、吐哈等油田进行试验。因井控设备及关键技术未达到现场生产要求未推广应用。在“九五”期间继续研究攻关,1997年完成9口,全部成功。四川、新疆各完成3口;中原、长庆、塔里木完成2口。
  国内在欠平衡作业过程中所采用的安全技术手段是通过《中华人名共和国石油天然气行业标准》(SY/T6543.3-2005)规范欠平衡钻井作业。关于健康、环保和安全要求包括以下内容:
  ①应配置有毒气体检测仪。在钻台上下、振动筛、搬油罐等有毒气体易聚积场所进行监测,并安装工业排风机,防止有毒或可燃气体聚集;②现场工作人员每人配一套防毒面具,另配一定数量的公用防毒面具和药品,并做到人人会使用、会维护、会检查;③要制定有毒气体和井控应急预案,硫化机浓度超过安全临界浓度时,应压稳地层,停止作业;④燃烧管线应用地锚固定,火炬高度要合适,燃烧池或火炬应距井口下风向≥75m,据各种设施大于50m;⑤要配置足够的储油罐,并用管汇与撤油罐连接,以便产出的油安全、及时地运走;⑥充气钻井液气相为空气时,应仔细检查浓度是否处于可燃的范围,防止井下爆炸或者着火;⑦受油污染的岩屑应专门用容器存放,并到指定地点进行处理;⑧防火、防爆按SY/T5225,SY/T6426的规定执行;⑨防硫化氢未尽事宜按SY/T5087,SY/T6426的规定执行;⑩施工人员作业安全按SY/T6228的规定执行。
  2.3 设计所采用的方法手段及步骤
  ①欠平衡钻井过程事故统计与事故致因分析;②欠平衡钻井作业过程危险源分析;③欠平衡钻井作业过程中安全边际;④安全管理措施。因欠平衡钻井的特殊性,国内外的研究,有利于防止钻井液漏失,减轻地层伤害,提高油井产能;避免复杂事故发生,提高钻井速度,降低钻井成本;实时评价油藏和发现地质异常等优点,我们了解欠平衡钻井技术是非常必要的。
  3 结论
  由于欠平衡钻井能够带来较高的综合效益,国内外相继开展欠平衡钻井技术的开发与应用。但高回报必有高风险,从安全工程系统的角度和欠平衡钻井井控技术的特殊性,依据井底压力关系,针对特殊性制定了相应的井控措施。由于欠平衡钻井的特殊性和新颖性,以及笔者的水平有限,所以本文中難免存在疏漏和错误,恳请各位老师批评指正。
  参考文献:
  [1]蒋希文.钻井事故与复杂问题[M]北京:石油工业出版社,2006.7-481.
  [2]孙正纯.钻井异常预测技术[M]石油工业出版社,2006:31-50.
论文来源:《中国化工贸易·下旬刊》 2019年1期
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