精细控压钻井技术在四川W构造W15-5井的应用

精细控压钻井技术在四川W构造W15-5井的应用

冯逸杨1 刘子晴2 李伟华1 陈国栋1 冯敏1 孙一峰1

1.渤海钻探工程公司管具与井控技术服务公司，天津市，300280 2.大港油田勘探事业部，天津市，300280

摘要：W构造南翼地层孔隙、裂缝发育，地层压力高，易发生气侵、溢流等复杂钻井问题。本文结合W构造南翼地层W15-5井精细控压应用实例，阐述精细控压技术处理该构造钻井复杂起到的重要作用。应结果表明，精细控压钻完井技术为该井的顺利施工提供了重要的技术手段，不仅降低了井下复杂、提高井控安全，同时还兼顾了油气发现及保护储层的作用。

关键词：精细控压；钻井复杂；控压钻井；多压力系统

 1 概况

W构造南翼孔隙、裂缝发育，多个层位均出现过气测异常或气侵，而且发生过井涌、井喷等现象，易发生气侵、溢流等复杂钻井问题。W15-5井是位于该地层的一口水平井，完钻井深5328m，该井四开钻遇设计之外异常高压气层，施工过程中多次遭遇气侵，套压异常升高，给该井施工带来了一定风险。

2 技术措施

该井四开采用精细控压钻井技术解决复杂难题，技术措施如下：

（1）实时监测出入口流量曲线变化和井口回压、立压等关键数据，综合判断井下情况，当判断钻遇气层时适当提高井口回压，以防环空气侵进一步加剧；

（2）做好回压调整,在保证井下安全的前提下利用施工参数变化及水力学计算软件摸索地层三压力区间，使其达到“不溢不漏”的稳定状态，并根据井口回压、环空压耗等参数调整钻井液性能,提高钻井液密度。发现溢漏并及时采取措施，适当调整回压维持井底ECD稳定，并处安全窗口之内；

（3）定期进行低泵冲实验，记录各排量下立压、井口回压等关键性数据，如钻遇异常高压气层无法确定井底地层压力时,可通过维持立压稳定来保证井下稳定可控,并以此调整钻井液密度及井口回压值，重新构建井筒内的压力平衡；

（4）在起下钻过程中，可以通过反循环控压起下钻来弥补波动压力，确保井底压力稳定。

3 应用情况

3.1 复杂发现与处理

通过精细控压钻完井系统的流量监测装置，及时发现钻进、起下钻过程中的流量异常，实现溢漏的早期发现，并及时采取措施，大幅减少事故复杂处理时间，也为后续工艺技术措施调整提供了重要依据。

6月6日，四开第二趟起钻，钻井液密度为2.17g/cm³。6:00开始停泵控压4.5MPa倒划短起至4584m。9:33切换至反循环起钻流程，控压3MPa，11:50起钻过程中发现出口流量异常，调整控压值至4.5MPa，12:15起至4258m切换至井控流程循环排气，13:18全烃20.24%上涨至65.47%，点火火焰高度5m~15.8m。

14:50切换至精细控压流程，排量20L/s，根据低泵冲实验数据结果，控制立压18.5MPa循环排气。16:30开始倒划短起至4150m，19:00切换至精细控压流程控压4.5MPa循环排气，21:30倒划短起至4050m，23:00开始循环提钻井液密度到2.20g/cm³排气，循环观察，至6月7日1:30复杂处理完成。

图1 起钻时正常出入口流量

图2 起钻时异常出入口流量

3.2控压更换旋转控制总成

在井下复杂情况下，旋转控制总成胶芯易造成损坏，此时已无法满足控压需求，就需进行带压更换旋转控制头操作。可以保证井底压力时刻处于合理区间之内，确保井控安全。

5月21日7:14因旋转控制总成胶芯磨损严重，当井内返出气体排量过大时无法满足控压要求，决定关闭半封闸板防喷器节流循环排气。

8:10切换至控压流程后，发现旋转头胶芯仍然无法满足控压要求，关半封闸板防喷器节流循环。8:33点火，火焰高度2m-7m，持续14min熄灭再点不燃，9:03切换至控压流程循环排气，出口流量逐渐平稳，控压值逐渐降低到1MPa。

 10:42精细控压人员与司钻沟通，停泵关闭节流阀憋压5.1MPa，关闭环型防喷器，打开节流阀卸环形以上部分的圈闭压力，更换旋转控制总成。11:27旋转控制头胶芯更换，开井采用精细控压流程循环排气，控压4.63MPa，控制压力随着流量波动变化逐渐减小到2MPa，至13:00出入口流量平稳，恢复钻进。

3.3节流循环降压

通过精细控压流程，有规律的降低或提升钻井液密度，实现控压循环排气点火，释放地层能量，降低气层压力系数，使得该井段作业期间井筒压力降低5MPa~10MPa，减少施工过程中的井控风险，起到了发现和保护油气层的重要作用。

4 应用效果分析

（1）通过精细控压钻井技术，对出入口流量进行监测，确保溢漏能够在早期被发现并及时调整措施；

（2）使用排气降压技术，可以释放地层压力，对同一长裸眼段存在多压力系统的深井或超深井，可重新构建安全密度窗口，满足下部地层钻井需求；

（3）通过精细控压钻井技术，可以解决长裸眼段多个异常高压层或过渡气层处置难题，减少技术措施或管理引起的风险管控成本。

5 结论

（1）W地层储量丰富，地质情况复杂，在钻井施工中易产生溢流、井漏等复杂事故，带来一定的井控风险。精细控压钻井技术作为一项新型钻井技术，能有效减少该区块地质情况复杂对钻探施工的影响。

（2）通过采用精细控压钻进技术，对气层进行控量控时的排气降压，将高压过渡气层逐步释放其能量，重新构建密度窗口，在保证井控安全的同时，钻井液满足下部钻进需要。

（3）精细控压钻完井技术在本次施工中发挥巨大技术优势，多次发现溢流，提高井控安全，为该井的顺利完钻提供了有效的技术手段，真正意义上实现钻井全程控压，降低了井下复杂、提高井控安全，为钻井开发提质增效提供了技术保障。

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