精细控压钻井在塔里木塔中油田的应用.pdf

DR DRDRDR 精细控压钻井精细控压钻井 在塔里木塔中地区的应用在塔里木塔中地区的应用 郭郭 庆庆 丰丰 中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油集团钻井工程技术研究院 二二 一三年一三年 三月三月 CIPPECIPPECIPPECIPPE高峰论坛高峰论坛 DR DRDRDR 汇报提纲汇报提纲 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 二 二 PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 四 四 PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 五 结论与认识五 结论与认识 2 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 3 精细控压钻井技术 精细控压钻井技术 MPDMPD 是一种用 是一种用 于于精确控制精确控制整个井眼环空压力剖面的整个井眼环空压力剖面的自适应钻自适应钻 井技术井技术 其目的是确定井下压力环境界限 并 其目的是确定井下压力环境界限 并 以此控制井眼环空压力剖面以此控制井眼环空压力剖面 精细控压钻井系统是控压钻井工艺技精细控压钻井系统是控压钻井工艺技 术的载体 实现了术的载体 实现了 看着井底压力来打井看着井底压力来打井 可有效解决窄密度窗口造成的井漏 井涌 井可有效解决窄密度窗口造成的井漏 井涌 井 壁失稳 卡钻等复杂事故壁失稳 卡钻等复杂事故 国外在国外在20072007年开始工业化应用 目前年开始工业化应用 目前 已成为许多油田勘探 开发必备的钻井技术已成为许多油田勘探 开发必备的钻井技术 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 4 井底压力 破裂压力 漏失压力 压差卡钻压力 取三者的小值破裂压力 漏失压力 压差卡钻压力 取三者的小值 地层压力 坍塌压力 取二者的大值地层压力 坍塌压力 取二者的大值 静态静态 循环循环 ECDECD MPDMPD钻井钻井 时间时间 常规钻井常规钻井 MPDMPD静液压力静液压力 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 5 不同工况压力控制示意图不同工况压力控制示意图不同工况压力控制示意图不同工况压力控制示意图 静液压力静液压力 循环阻力循环阻力 节流压力节流压力 钻进或循环钻进或循环 静液压力静液压力 停止循环停止循环 节流压力节流压力 静液压力静液压力 开泵过程开泵过程 节流压力节流压力 静液压力静液压力 停泵过程停泵过程 循环阻力循环阻力 节流压力节流压力 补偿循环 停泵期间补偿循环 停泵期间 多因素造成的井底压力波动多因素造成的井底压力波动 循环阻力循环阻力 节流压力节流压力 静液压力静液压力 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 6 窄窗口钻井面临的主要地层相关问题窄窗口钻井面临的主要地层相关问题 A A A A 地层压力高地层压力高 破裂压力低 压力窗破裂压力低 压力窗 口窄口窄 C C C C 同一裸眼井段中多套压力层系同一裸眼井段中多套压力层系 B B B B 地质岩性 压力预测不准地质岩性 压力预测不准 D D D D 地应力高 岩石水敏性强 井壁稳地应力高 岩石水敏性强 井壁稳 定性差定性差 E E E E 井壁易塌 易漏 易缩径井壁易塌 易漏 易缩径 F F F F 超高压 高含硫的问题超高压 高含硫的问题 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 7 窄窗口钻井面临的主要工程问题窄窗口钻井面临的主要工程问题 A A A A 窄密度窗口下的高密度钻井液漏失窄密度窗口下的高密度钻井液漏失 C C C C 深井溶洞性地层的密度置换问题深井溶洞性地层的密度置换问题 B B B B 出现出现 涌漏同存 又涌又漏涌漏同存 又涌又漏 的情况的情况 D D D D 常规套管结构满足不了需要常规套管结构满足不了需要 E E E E 漏层的地层压力梯度差异较大出现漏层的地层压力梯度差异较大出现 井下复杂井下复杂 F F F F 深井和高温高压井循环压耗过高引深井和高温高压井循环压耗过高引 起安全窗口不够起安全窗口不够 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 8 控压钻井主要作用与优势控压钻井主要作用与优势 在不调整钻井液密度的情况下 快在不调整钻井液密度的情况下 快 速应对井下情况的变化 随时调整速应对井下情况的变化 随时调整进行液相进行液相 的过 近 欠平衡作业的过 近 欠平衡作业 有利于储层保护有利于储层保护 消除了循环压力对井底压力的影响消除了循环压力对井底压力的影响消除了循环压力对井底压力的影响消除了循环压力对井底压力的影响 有利于深井和高温高压井的安全有利于深井和高温高压井的安全 施工 提高速度施工 提高速度 控制井底压力小幅度波动控制井底压力小幅度波动控制井底压力小幅度波动控制井底压力小幅度波动 有效控制井底压力在窄范围内 有效控制井底压力在窄范围内 扩大了钻井液密度调节空间 有利于水平扩大了钻井液密度调节空间 有利于水平 井和窄压力窗口井作业井和窄压力窗口井作业 快速调节井下环空压力快速调节井下环空压力快速调节井下环空压力快速调节井下环空压力 技术上的风险井技术上的风险井 低经济效益的井低经济效益的井 以前以前 不可钻不可钻 的井的井 减轻对地层伤害减轻对地层伤害 解决窄压力窗口问题解决窄压力窗口问题 降低压差卡钻降低压差卡钻 提高钻速提高钻速 增加钻井安全性增加钻井安全性 延长水平段延长水平段 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 9 1 1 1 1 压力敏感地层 压力敏感地层 压力敏感地层 压力敏感地层 裂缝 溶洞等连通性好的地层 停泵井涌 开泵漏失裂缝 溶洞等连通性好的地层 停泵井涌 开泵漏失 2 2 2 2 长井段多套压力系统 长井段多套压力系统 长井段多套压力系统 长井段多套压力系统 当平衡上部地层时 钻开下部地层会发生漏失 降低密度上部地当平衡上部地层时 钻开下部地层会发生漏失 降低密度上部地 层流体会有外溢层流体会有外溢 3 3 3 3 上部存在异常高压层 上部存在异常高压层 上部存在异常高压层 上部存在异常高压层 钻遇下部正常压力目的层 由于地层压力降低发生漏失钻遇下部正常压力目的层 由于地层压力降低发生漏失 4 4 4 4 容易坍塌和漏失的薄弱地层 容易坍塌和漏失的薄弱地层 容易坍塌和漏失的薄弱地层 容易坍塌和漏失的薄弱地层 容易坍塌容易坍塌 或容易漏失或容易漏失 或容易出现涌漏同存的薄弱地层或容易出现涌漏同存的薄弱地层 5 5 5 5 枯竭油气层 枯竭油气层 枯竭油气层 枯竭油气层 老油田油气层压力降低造成上部地层稳定 下部地层出现漏失老油田油气层压力降低造成上部地层稳定 下部地层出现漏失 6 6 6 6 深海海底 深海海底 深海海底 深海海底 由于深海海底疏松的沉积和海水柱作用造成地层压力和破裂压力区间很小由于深海海底疏松的沉积和海水柱作用造成地层压力和破裂压力区间很小 控压钻井适用范围控压钻井适用范围 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 10 墨西哥湾墨西哥湾墨西哥湾墨西哥湾 墨西哥湾墨西哥湾墨西哥湾墨西哥湾 中国南海中国南海中国南海中国南海 和西部和西部和西部和西部 中国南海中国南海中国南海中国南海 和西部和西部和西部和西部 北海北海北海北海 和亚太和亚太和亚太和亚太 北海北海北海北海 和亚太和亚太和亚太和亚太 分布区域分布区域分布区域分布区域 分布区域分布区域分布区域分布区域 深井深井深井深井 超深井超深井超深井超深井 深井深井深井深井 超深井超深井超深井超深井 深水井深水井深水井深水井 深水井深水井深水井深水井 高温高温高温高温 高压井高压井高压井高压井 高温高温高温高温 高压井高压井高压井高压井 钻井方式钻井方式钻井方式钻井方式 钻井方式钻井方式钻井方式钻井方式 窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题 突出区域突出区域突出区域突出区域 窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题窄窗口钻井问题 突出区域突出区域突出区域突出区域 这些区域窄窗口问题相当突出 已成为影响和制约勘探开发进程的技术瓶颈这些区域窄窗口问题相当突出 已成为影响和制约勘探开发进程的技术瓶颈这些区域窄窗口问题相当突出 已成为影响和制约勘探开发进程的技术瓶颈这些区域窄窗口问题相当突出 已成为影响和制约勘探开发进程的技术瓶颈 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 11 国内外控压钻井发展简述国内外控压钻井发展简述 2000 2000年国外开始开始控压钻井技术研究与应用 年国外开始开始控压钻井技术研究与应用 20072007年开始工年开始工 业化应用 目前已成为许多油田勘探 开发必备的钻井技术 据美国业化应用 目前已成为许多油田勘探 开发必备的钻井技术 据美国 DrillerClubDrillerClub不完全统计 不完全统计 2004 20082004 2008年在东南亚约有年在东南亚约有100100口成功应用控口成功应用控 压钻井的钻井实例 涉及到海上 陆上 深水和高温高压等不同钻井工压钻井的钻井实例 涉及到海上 陆上 深水和高温高压等不同钻井工 况况 HalliburtonHalliburtonHalliburtonHalliburton公司的公司的MPDMPDMPDMPD系统系统 WeatherfordWeatherfordWeatherfordWeatherford公司的公司的MFCMFCMFCMFC系统系统 上世纪60年代2000年2004年以后 开始在陆上应开始在陆上应 用 未引起足用 未引起足 够的关注够的关注 2000200020002000年 年 DAPCDAPCDAPCDAPC系统系统 开始设计 开发试验开始设计 开发试验 快速发展阶段快速发展阶段 海上勘探增长海上勘探增长 了对了对MPDMPDMPDMPD需求需求 在北海 墨西哥湾 在北海 墨西哥湾 亚太快速发展亚太快速发展 控压钻井的发展历程控压钻井的发展历程控压钻井的发展历程控压钻井的发展历程 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 12 国内外控压钻井发展简述国内外控压钻井发展简述 SchlumbergerSchlumbergerSchlumbergerSchlumberger公司的公司的公司的公司的DAPCDAPCDAPCDAPC系统系统系统系统 WeatherfordWeatherfordWeatherfordWeatherford公司的公司的MFCMFCMFCMFC系统系统 HalliburtonHalliburtonHalliburtonHalliburton公司的公司的公司的公司的MPDMPDMPDMPD系统系统系统系统 WeatherfordWeatherfordWeatherfordWeatherford公司的公司的公司的公司的MFCMFCMFCMFC系统系统系统系统 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 13 20092009年以来 塔里木油田年以来 塔里木油田 引进引进HalliburtonHalliburton公司的公司的MPDMPD系统 系统 在塔中完成精细控压钻井在塔中完成精细控压钻井2020余井余井 次 应用结果表明 精细控压钻井次 应用结果表明 精细控压钻井 技术技术能够有效预防和控制溢流和井能够有效预防和控制溢流和井 漏 避免井下复杂 大幅度降低非漏 避免井下复杂 大幅度降低非 生产时间 缩短钻井周期 能够保生产时间 缩短钻井周期 能够保 护油气层 提高水平段延伸能力 护油气层 提高水平段延伸能力 有利于提高单井产能有利于提高单井产能 国内外控压钻井发展简述国内外控压钻井发展简述 DR DRDRDR 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 14 国内外控压钻井发展简述国内外控压钻井发展简述 20082008年 以国家科技重大专项年 以国家科技重大专项 大型油气田及煤大型油气田及煤 层气开发层气开发 中立项控压钻井技术与装备研发为标志 国内中立项控压钻井技术与装备研发为标志 国内 各科研院所相继开始了控压钻井攻关 包括西部钻探钻井各科研院所相继开始了控压钻井攻关 包括西部钻探钻井 院 川庆钻探钻采院 中石油钻井院 大庆钻井院 中石院 川庆钻探钻采院 中石油钻井院 大庆钻井院 中石 化工程院 胜利钻井院等单位化工程院 胜利钻井院等单位 2010 2011 2010 2011年 国内开始了国产控压钻井装备的现年 国内开始了国产控压钻井装备的现 场试验与应用 以塔里木塔中地区 川渝地区 东部潜山场试验与应用 以塔里木塔中地区 川渝地区 东部潜山 地区为代表地区为代表 DR DRDRDR 汇报提纲汇报提纲 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 二 二 PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 四 四 PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 五 结论与认识五 结论与认识 15 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 16 PCDS PCDS 系统概述系统概述 中国石油集团钻井工程技术研究院依托国家科技重大专项 基于中国石油集团钻井工程技术研究院依托国家科技重大专项 基于 自动化 自适应 快速响应 精确控制的技术目标 开发了以微流量和井自动化 自适应 快速响应 精确控制的技术目标 开发了以微流量和井 底压力为控制目标的底压力为控制目标的PCDS IPCDS I精细控压钻井系统精细控压钻井系统 达到一个目标 国际先进水平达到一个目标 国际先进水平 掌握二项技术 控压钻井装备设计与制造技术掌握二项技术 控压钻井装备设计与制造技术 控压钻井工艺应用技控压钻井工艺应用技 术术 坚持三个原则 高起点 高可靠性 高适用性坚持三个原则 高起点 高可靠性 高适用性 技术方案讨论与论证技术方案讨论与论证技术方案讨论与论证技术方案讨论与论证120120120120余次余次余次余次 外文技术文献翻译百多篇外文技术文献翻译百多篇外文技术文献翻译百多篇外文技术文献翻译百多篇 室内试验室内试验室内试验室内试验1000100010001000余次余次余次余次 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 17 PCDS PCDS 系统组成系统组成 自动节流控制系统自动节流控制系统自动节流控制系统自动节流控制系统 包括包括5 5大系统大系统 自动节流控制系统自动节流控制系统 回压补偿系统回压补偿系统 液气控制系统液气控制系统 监测及自动控制系统监测及自动控制系统 精细控压自动控制软件精细控压自动控制软件 精细控压钻井控制中心精细控压钻井控制中心精细控压钻井控制中心精细控压钻井控制中心 回压补偿系统回压补偿系统回压补偿系统回压补偿系统 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 18 PCDS IPCDS IPCDS IPCDS I系统技术特点系统技术特点系统技术特点系统技术特点 PCDS I PCDS I精细控压钻井系统 集恒定井底压精细控压钻井系统 集恒定井底压 力与微流量控制功能于一体 可进行近平衡 欠力与微流量控制功能于一体 可进行近平衡 欠 平衡精细控压钻井作业 通过环空压力监测与控平衡精细控压钻井作业 通过环空压力监测与控 制 回压补偿 能有效避免井下复杂情况 该系制 回压补偿 能有效避免井下复杂情况 该系 统填补了国内空白 打破了国外垄断 达到了国统填补了国内空白 打破了国外垄断 达到了国 外同类技术的先进水平外同类技术的先进水平 核心主体技术核心主体技术核心主体技术核心主体技术 创建国际唯一的全尺寸控压钻井实验室创建国际唯一的全尺寸控压钻井实验室 控压钻井测试 模拟分析控压钻井测试 模拟分析 控压钻井装备检测 评价和分析技术控压钻井装备检测 评价和分析技术 控压钻井压力控制钻进技术控压钻井压力控制钻进技术 控压钻井微溢流量监测与处理技术控压钻井微溢流量监测与处理技术 控压钻井工艺分析和适应性技术控压钻井工艺分析和适应性技术 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 19 PCDS PCDS 系统与同类产品性能指标对比系统与同类产品性能指标对比 对比性能对比性能 Halliburton Halliburton MPDMPD WeatherfordWeatherford MFCMFC PCDS IPCDS I 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 技技 术术 参参 数数 额定压力额定压力35MPa35MPa35MPa35MPa35MPa35MPa 节流精度节流精度 0 35MPa0 35MPa 0 5MPa0 5MPa 80L80L 0 35MPa0 35MPa 结构结构三通道三通道双通道双通道三通道三通道 系统系统 采用采用PLCPLC控制控制 器 接线复器 接线复 杂 不具备在杂 不具备在 线监测功能线监测功能 PLCPLC控制器 需控制器 需 参数整定参数整定 FFFF数字总线 工况数字总线 工况 自适应 具备在线自适应 具备在线 自自诊断功能诊断功能 系统 系统 工作可靠性高 性工作可靠性高 性 能先进能先进 功能功能井底恒压井底恒压微流量微流量井底恒压和微流量井底恒压和微流量总体达到国外同类总体达到国外同类总体达到国外同类总体达到国外同类 技术的先进水平技术的先进水平技术的先进水平技术的先进水平 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 20 控压钻井实验室控压钻井实验室 控压钻井实验室是一套钻井过程的压力模拟系控压钻井实验室是一套钻井过程的压力模拟系 统 是目前国内能够进行统 是目前国内能够进行控压钻井各种工况全尺寸模拟实控压钻井各种工况全尺寸模拟实 验和设备测试验和设备测试的实验室 是的实验室 是PCDS PCDS 精细控压钻井系统研制精细控压钻井系统研制 及其自动控制软件开发的基础条件及其自动控制软件开发的基础条件 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 21 控压钻井实验室功能控压钻井实验室功能 1 1 不同工况下控压钻井工艺模拟实验 不同工况下控压钻井工艺模拟实验 控压循环钻进模拟试验控压循环钻进模拟试验 起钻模拟试验 起钻模拟试验 下钻模拟试验下钻模拟试验 接单根模拟试验接单根模拟试验 压力波动模拟试验压力波动模拟试验 井涌模拟试验井涌模拟试验 井漏模拟试验井漏模拟试验 2 2 单元测试 单元测试 节流阀性能测试节流阀性能测试 管线及接头测试管线及接头测试 分系统测试分系统测试 3 3 整机性能测试与评价 整机性能测试与评价 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 22 PCDS PCDS 系统成果简介系统成果简介 专利专利 序号序号发明专利发明专利备备 注注 1 1一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井方法与装备一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井方法与装备 发明专利发明专利 201210226318 2 2 2一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装备一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装备发明专利发明专利 3 3精细控压钻井技术解决井壁稳定的方法精细控压钻井技术解决井壁稳定的方法发明专利发明专利 4 4一种组合式多级压力控制方法与装置一种组合式多级压力控制方法与装置 201010236362 2 发明专利发明专利 5 5用于控压钻井实验与测试的井下工况模拟方法用于控压钻井实验与测试的井下工况模拟方法 201010139484X 发明专利发明专利 6 6一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井方法与装备一种利用流量监控实现井底压力控制的钻井方法与装备 实用新型实用新型 201220316400 X 7 7一种用于控压钻井的回压泵系统出口一种用于控压钻井的回压泵系统出口 实用新型实用新型 201220226805 4 8 8一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装备一种适应大流量变化的单节流通道控压钻井方法与装备实用新型实用新型 9 9精细控压钻井技术解决井壁稳定的方法精细控压钻井技术解决井壁稳定的方法实用新型实用新型 1010 申请专利申请专利1717项 其中发明专利项 其中发明专利5 5项项 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 23 PCDS PCDS 系统成果简介系统成果简介 标准及技术文件标准及技术文件 申请行业标准立项申请行业标准立项 控压钻井系统控压钻井系统 发布企业标准两项发布企业标准两项 精细控压钻井系统设计 制造和验收标准精细控压钻井系统设计 制造和验收标准 精细控压钻井装备精细控压钻井装备 使用与维护标准使用与维护标准 形成技术规范四项形成技术规范四项 自动节流管汇技术规范自动节流管汇技术规范 回压补偿系统技术规范回压补偿系统技术规范 自动自动 控制系统技术规范控制系统技术规范 控制中心房技术规范控制中心房技术规范 形成形成 精细控压钻井精细控压钻井PCDS IPCDS I井场数据接入手册 井场数据接入手册 v1 0 0v1 0 0 编译编译 控压钻井用户手册控压钻井用户手册 技术规程技术规程 操作规程操作规程 维护保养规程维护保养规程 等手册 形成英等手册 形成英 文版本 俄文版本 阿文版本文版本 俄文版本 阿文版本 DR DRDRDR 二 二 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 24 20112011年年1111月月2222日日PCDS PCDS 精细控压钻井系统集精细控压钻井系统集 团公司科技成果鉴定团公司科技成果鉴定 20112011年年1212月月8 8日日PCDS PCDS 精细控压钻井系统集精细控压钻井系统集 团团 公司的产品发布公司的产品发布 被评为被评为20112011年度中国石油工程技术十大利器年度中国石油工程技术十大利器 被评为被评为20112011年中国石油十大科技进展年中国石油十大科技进展 20122012年年4 4月月1111日日CCTV4CCTV4中国新闻进行专题报道中国新闻进行专题报道 PCDS PCDS 系统成果简介系统成果简介 获奖及报道获奖及报道 DR DRDRDR 汇报提纲汇报提纲 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 二 二 PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 四 四 PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 五 结论与认识五 结论与认识 25 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 26 塔中碳酸盐岩储层特点塔中碳酸盐岩储层特点 塔中碳酸盐岩储集层分为 塔中碳酸盐岩储集层分为 类 类 类以基质孔隙和微裂缝为主 主要分布在上奥陶统 储层类以基质孔隙和微裂缝为主 主要分布在上奥陶统 储层 缝洞不够发育 钻井难度相对较小 类储层缝洞极为发缝洞不够发育 钻井难度相对较小 类储层缝洞极为发 育 主要分布在下奥陶统鹰山组和部分上奥陶统储层 钻育 主要分布在下奥陶统鹰山组和部分上奥陶统储层 钻 井难度大 井控安全风险高井难度大 井控安全风险高 塔中823井 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 27 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 1 1 1 1 易漏易喷 属典型窄压力窗口 井控安全风险高易漏易喷 属典型窄压力窗口 井控安全风险高易漏易喷 属典型窄压力窗口 井控安全风险高易漏易喷 属典型窄压力窗口 井控安全风险高 含硫超标禁止欠平衡含硫超标禁止欠平衡含硫超标禁止欠平衡含硫超标禁止欠平衡 储层压力估计高储层压力估计高 又漏又涌又漏又涌又漏又涌又漏又涌 只涌不漏只涌不漏只涌不漏只涌不漏 只漏不涌只漏不涌只漏不涌只漏不涌 井涌井涌井涌井涌井漏井漏井漏井漏安全窗口安全窗口安全窗口安全窗口 密度增加密度增加密度增加密度增加 循环当量循环当量循环当量循环当量 储层压力估计低储层压力估计低 在钻达储层时无法得知在钻达储层时无法得知 准确的地层压力 而是准确的地层压力 而是 一个预测 故密度 基一个预测 故密度 基 于预测的 相对真实有于预测的 相对真实有 偏差 偏低就涌 偏高偏差 偏低就涌 偏高 就漏 从而加剧了窄窗就漏 从而加剧了窄窗 口的漏喷口的漏喷 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 28 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 ZGZG 8 8 ZGZG 2222 ZG2ZG2 0 0 ZG2ZG2 3 3 ZGZG 9 9 TZ3TZ3 5 5 TZTZ 8585 ZG2ZG2 1 1 岩岩 溶溶 地地 岩岩 溶溶 斜斜 坡坡 高高 岩 溶 洼 地 ZGZG 1010 ZGZG 1111 ZG6ZG6 钻遇缝洞钻井液漏失严重钻遇缝洞钻井液漏失严重钻遇缝洞钻井液漏失严重钻遇缝洞钻井液漏失严重 2008年油气高产井目的层漏失情况统计 3677 3 3749 87 3400 1737 46 1652 84 0 1000 2000 3000 4000 中古8TZ62 7HTZ62 6HTZ1 1H中古162 井号 漏失量 m3 塔中碳酸盐岩储层特点塔中碳酸盐岩储层特点塔中碳酸盐岩储层特点塔中碳酸盐岩储层特点 2 2 2 2 储层裂缝 洞穴十分发育 缝洞一体储层裂缝 洞穴十分发育 缝洞一体储层裂缝 洞穴十分发育 缝洞一体储层裂缝 洞穴十分发育 缝洞一体 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 29 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 3 3 3 3 水平钻进穿越多套缝洞单元 钻井施工难度大水平钻进穿越多套缝洞单元 钻井施工难度大水平钻进穿越多套缝洞单元 钻井施工难度大水平钻进穿越多套缝洞单元 钻井施工难度大 奥陶系灰岩储层上部没有明显标志层 利用现有技术难以精确预测储层深奥陶系灰岩储层上部没有明显标志层 利用现有技术难以精确预测储层深 度 沿着大型缝洞单元顶部 即洞顶缝 钻进技术难度大 一旦与大型缝洞单度 沿着大型缝洞单元顶部 即洞顶缝 钻进技术难度大 一旦与大型缝洞单 元沟通 井眼轨迹将难以调整 无法实施后续水平段钻进元沟通 井眼轨迹将难以调整 无法实施后续水平段钻进 已完井设计 实际情况对比表 780 900 830 360 187 227 0 200 400 600 800 1000 TZ62 7HTZ62 6HTZ1 1H 井号 水平段长 设计水平段长 m 实际水平段长 m 65006500 6145 6321 5900 6000 6100 6200 6300 6400 6500 6600 中古 8中古 162 井号 井深 设计井深 m 实际井深 m 直直直直 井井井井水平井水平井水平井水平井 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 30 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 4 4 4 4 目的层压力系统不一致 且普遍含硫 施工安全风险大目的层压力系统不一致 且普遍含硫 施工安全风险大目的层压力系统不一致 且普遍含硫 施工安全风险大目的层压力系统不一致 且普遍含硫 施工安全风险大 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 31 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 区区 块块 地质分区地质分区 H H H H2 2 2 2S S S S分区分区 H H H H2 2 2 2S S S S 分类分类 气层气层 组组 代代 表表 井井 硫化氢含量硫化氢含量 mg mmg mmg mmg m3 3 3 3 平均含量平均含量 mg mmg mmg mmg m3 3 3 3 备备 注注 塔 中 82 塔中828 82井区塔中828 82井区低含硫 O TZ828 TZ8233 4 16183 1 塔中823 821井区塔中823 821井区中含硫 TZ823 TZ82116800 2280019800 塔 中 62 塔中62 3井区塔中62 3井区中含硫TZ62 36800 77007333 3 塔中622井区塔中622井区低含硫TZ6221090 27001807油环井 塔中621 62 1井塔中621 62 1井区低含硫TZ62 1 Z621130 890401 6油环井 塔中62 2井区塔中62 2井区低含硫TZ62 232563256 塔中44 242井区 塔中44 62井区低含硫TZ44 TZ621299 36002341 8 塔中623 242井区低含硫TZ242 TZ623250 1000601 4 塔 中 2 4 26 塔中24 26井区塔中24 26井区微含硫 TZ244 TZ243 TZ241 TZ26 TZ261 TZ263 11 1211 5 塔 中 83 塔中83井区塔中83井区高含硫 O TZ833270032700未试采 塔中721井区塔中721井区低含硫TZ72121 42 17291 3 便携仪 检测 注 除TZ721井因目前无碘量法数据 其它数据均以实验检测中心碘量法分析结果为准 H2S含量 g m3 判别标准 0 02为微含硫 0 02 5 0为低含硫 5 0 30 0为中含硫 30 0 150 0为高含硫 150 0 770 0为特高含硫 塔中井区塔中井区塔中井区塔中井区HH HH2 2 2 2S S S S含量分区列表含量分区列表含量分区列表含量分区列表 DR DRDRDR 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 32 塔中碳酸盐岩储层钻井难点塔中碳酸盐岩储层钻井难点 5 5 5 5 常规钻井钻遇复杂情况频发 常未钻至设计井深就完钻常规钻井钻遇复杂情况频发 常未钻至设计井深就完钻常规钻井钻遇复杂情况频发 常未钻至设计井深就完钻常规钻井钻遇复杂情况频发 常未钻至设计井深就完钻 平均处理时间 平均处理时间 平均处理时间 平均处理时间 48 8348 8348 8348 83天天天天 2008年 溢 流 井 完 井 周 期 统 计 51 43 74 25 47 53 0 10 20 30 40 50 60 70 80 7月 16日8月 16日8月 17日7月 16日7月 2日7月 28日 中 古 8TZ62 7HTZ62 6H塔 中 726TZ1 1H中 古 162 溢 流 发 生 时 间 井 号 处 理 时 间 处 理 时 间 d DR DRDRDR 汇报提纲汇报提纲 一 控压钻井技术概况一 控压钻井技术概况 二 二 PCDS PCDS 精细控压钻井系统精细控压钻井系统 三 塔中油气田钻井难点三 塔中油气田钻井难点 四 四 PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 五 结论与认识五 结论与认识 33 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 34 PCDS PCDS PCDS PCDS 精细控压钻井系统现场应用列表精细控压钻井系统现场应用列表精细控压钻井系统现场应用列表精细控压钻井系统现场应用列表 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 35 中古中古105H105H井现场应用井现场应用 时间 时间 20112011年年1212月月1010日日 2012 2012年年2 2月月2525日日 井段 井段 6285 29m6285 29m 6829 28m6829 28m 段长 段长543 99543 99米 其中水平段长米 其中水平段长496 28m496 28m 效果 控压精度达到了钻进效果 控压精度达到了钻进 0 2MPa0 2MPa 起下钻 接单根 起下钻 接单根 0 5MPa0 5MPa 发现 发现 气层气层1111个 累积厚度个 累积厚度137137米 监测和控制溢流多次 点火超米 监测和控制溢流多次 点火超 过过5 5个小个小 时 火焰超过时 火焰超过5m5m 有效减少关井 压井造成的时间延误 有效减少关井 压井造成的时间延误 自动发现溢流报警自动发现溢流报警自动发现溢流报警自动发现溢流报警点火点火点火点火控制溢流 恢复正常钻进控制溢流 恢复正常钻进控制溢流 恢复正常钻进控制溢流 恢复正常钻进 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 36 塔中塔中26 H726 H7井现场应用井现场应用 时间 时间 20122012年年4 4月月2626日日 6 6月月6 6日日 井段 井段 4223m4223m 5699m5699m 水平段进尺 水平段进尺13451345米 水平位移米 水平位移16471647米 米 效果 效果 碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层水平段水平段1345m1345m 水平位移 水平位移1647m1647m 创造塔里木油田 创造塔里木油田最长纪录最长纪录 创目的层钻进创目的层钻进单日进尺单日进尺134134米最高纪录米最高纪录 且连续多日进尺过百 且连续多日进尺过百 目的层钻进持续点火时长目的层钻进持续点火时长213h213h 占占总控压钻进时长的总控压钻进时长的80 4 80 4 全过程 全过程 点着火炬钻井点着火炬钻井 长水平段钻进穿越多套缝洞单元 实现长水平段钻进穿越多套缝洞单元 实现零漏失 零复杂零漏失 零复杂 机械钻速明显提高 平均钻速为机械钻速明显提高 平均钻速为4 23m h4 23m h 平均日进尺与常规钻井相比提高平均日进尺与常规钻井相比提高103 7 103 7 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 37 塔中塔中26 H926 H9井现场应用井现场应用 时间 时间 20122012年年6 6月月1515日日 7 7月月5 5日日 井段 井段 4343m4343m 4637m4637m 效果 一趟钻完成整个水平井段目的层 全过程微流量监控 没有使用效果 一趟钻完成整个水平井段目的层 全过程微流量监控 没有使用PWDPWD 全过程实现了易漏地层全过程实现了易漏地层 零漏失 零复杂零漏失 零复杂 邻井 邻井TZ26 H4TZ26 H4井同井同 层段漏层段漏 失失3334m3334m3 3 发现油气显示层 发现油气显示层6 6个 平均机械钻速是以往控压钻个 平均机械钻速是以往控压钻 井平均井平均 日进尺的日进尺的4 144 14倍 提前倍 提前7 7天完成了水平段进尺天完成了水平段进尺 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 38 塔中塔中26 H1126 H11井现场应用井现场应用 时间 时间 20122012年年1212月月8 8日日 2013 2013年年1 1月月2 2日日 内容 内容 在塔中油田第一次进行精细控压钻井商业化服务在塔中油田第一次进行精细控压钻井商业化服务 效果 控压钻进效果 控压钻进483483米 发现油气层米 发现油气层1515个 监测溢流一次 处理恶性漏失一次 个 监测溢流一次 处理恶性漏失一次 共点火共点火1212次 火焰高度次 火焰高度5 155 15米 最高达到米 最高达到2525米 累计点火时间米 累计点火时间 30 6430 64小时小时 结论 成功处理失返型恶性漏失 消除井控风险并减小经济损失结论 成功处理失返型恶性漏失 消除井控风险并减小经济损失 DR DRDRDR 四 四 PCDS PCDS PCDS PCDS 系统现场应用系统现场应用 39 塔中精细控压钻井效果塔中精细控压钻井效果 精确近平衡控压钻井技术精确近平衡控压钻井技术 欠平衡控压钻井技术欠平衡控压钻井技术 微流量控压钻井技术微流量控压钻井技术 看着井底压力打井看着井底压力打井 中古 中古105H105H井 井 举着火炬打井举着火炬打井 塔中 塔中26 H726 H7井 井 监测流量打井监测流量打井 塔中 塔中26 H926 H9井 井 不同的地质条件下的表现形式不同的地质条件下的表现形式 平衡钻井平衡钻井 入口流量 入口流量 出口流量出口流量 微溢流钻井微溢流钻井 发现产层 发现产层 微漏失钻井微漏失钻井 含硫化氢地层 含硫化氢地层 实际效果实际效果实际效果实际效果技术方式技术方式技术方式技术方式 DR DRDRDR 四 现场试验与应用四 现场试验与应用 40 井号井号目的层目的层地震特征地震特征 水平段完成情况水平段完成情况日进尺日进尺 m dm d 复杂复杂 h h 漏失量漏失量 m m3 3 备注备注 实钻实钻 m m 完成率完成率 塔中塔中26 H726 H7 O O3 3l l 片状弱反射 片状弱反射 裂缝较发