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压力窗口窄?安全系数低?EC-Drill控压钻井完美应对

压力窗口窄?安全系数低?EC-Drill控压钻井完美应对

深水钻井中经常会遇到压力窗口窄的难题,AGR公司的EC-Drill控压钻井技术革命性地解决了这个难题。该技术能够帮助作业者更好地钻进,可广泛应用于于半潜式钻井平台、钻井船和自升式钻井平台的作业。

来自 | AGR
编译 | 周诗雨

在传统钻井作业中,如果作业压力窗口很窄,那么只要井底压力稍微超出压力窗口,就有可能导致钻井作业失败。如果井底压力过大,地层就会被压裂,钻井流体大量漏失;如果井底压力不足,则会导致井壁不稳定,增加了地层流体侵入的风险。

针对上述情况,AGR公司研发了EC-Drill技术,该技术可以更好地控制压力,安全性更高,能够帮助作业者在窄压力窗口下作业并降低作业成本,从而钻达传统钻井技术无法达到的目标井深。

EC-Drill技术价值所在

安全、快速、高效

传统的钻井技术,特别是传统深水钻井技术,面临着许多难以解决的复杂情况和条件限制。例如油藏的覆盖层较浅,钻遇异常高压区、枯竭油气层异常低压区以及漏失层,钻井所需泥浆密度梯度较陡等,此时使用循环当量密度法(ECD)很难控制住井底压力。

传统钻井作业,往往需要下入多层套管,并通过不断改变钻井液密度的方法补充循环当量密度,在钻井过程中每改变一次钻井液密度都需要停钻。同时,如果意外钻遇压力异常区和漏失区,还需要下入大量的套管或尾管。总的来说,这是一个既费时又费钱的方法。

在深水钻井中一般不可能一直都有立管压力余量。比如,当天气气候比较极端的时候,则需要将立管从井上拆除,此时钻井液的静压力就会小于地层孔隙压力。这时就需要关闭防喷器,这样,井内压力重新平衡,但是,这同时也意味着再次连接立管的难度会加大。

通过EC-Drill将返排流体泵入立管中改变立管中钻井液高度,就可以实现对井底压力的精确控制。EC-Drill可以直接与立管相连接,但它是一个完全独立的操作单元。如果需要切换到传统的钻井方法,只需简单快速地隔离EC-Drill系统。

钻井作业中,EC-Drill系统可大大减少钻井液密度调整作业,它可以精确调控立管中钻井液的高度,同时控制井底压力刚好大于地层孔隙压力,或刚好小于地层破裂压力。

EC-Drill可以使用高密度钻井液钻进,因此即使在极端情况下拆除立管后,也有足够的静液压力来补充立管压力余量,从而保持井筒完整性。

快速应急响应能力

EC-Drill除了具备实现静态过平衡的功能外,还可以检测早期井涌、井漏等危险情况。这就意味着系统操作者能够及时得到示警,从而能够尽快采取措施,快速处理潜在危险。

任何意外的EC-Drill泵速的增加都可以解释为井涌前兆。由于该系统可以及时发出警告,因此,作业者就可以及时控制井涌规模,将井下流体安全地循环出来,防止对油井造成伤害。如果在深水钻井中采用传统的钻井方法,收到警告时,井涌就已经比较严重了,此时若再想将井下流体循环出来,难度会非常大。但如果采用EC-Drill技术钻进,就不会存在这样的问题。

如果泵速降低,则意味着井下可能发生了漏失,对此EC-Drill可以从容应对。通过增加EC-Drill的泵速,降低立管内钻井液的高度,就可以减小井底压力,维持井下压力稳定。

采用高密度钻井液钻进时,EC-Drill技术可以降低立管内钻井液高度,优化钻井液压力梯度,可在较窄压力窗口内实现长时间的无间断作业,进而优化套管结构,减少套管柱的使用量。

EC-Drill技术优势

  1. 快速识别井涌/井漏等井下危险情况的预兆,安全性更高。
  2. 显著降低深水钻井的钻进时间和钻井成本。
  3. 快速识别井涌,减少循环压井对油井的伤害。
  4. 能够实现近平衡钻井,并且能够持续钻进。
  5. 可在最佳循环系统下钻进,减少套管柱的数量,增大套管的下放深度。
  6. 减少钻井成本,提高钻井效率:EC-Drill技术不需要停钻进行循环作业;这项技术仅需几分钟,便可改变立管中的钻井液高度。
  7. 该技术不需要旋转控制装置,可应对恶劣的海上气候条件。

EC-Drill技术特点

  1. 可实现长时间的无间断深水钻进作业;
  2. 不需要频繁改变钻井液当量循环密度;
  3. 维持井底压力近乎定值;
  4. 更好的压力操控能力,有效实现衰竭油气藏和窄压力窗口地层的钻进;
  5. 可以将井底压力刚好维持在地层破裂压力之下,有利于高温高压井的钻进;
  6. EC-Drill具有高度的灵活性,可以随时切换至传统的钻井方法。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。