恒定井底压力控制压力钻井
回压泵可以是单独的柱塞泵,也可以采用井队的泥浆泵,接单根或起 下钻时,通过回压泵将钻井液从压井管汇注入,经钻井四通、节流管汇 返回泥浆罐,通过调节节流阀的开度,控制回压的大小。停泵和开泵过 程分5 个步骤阶梯型调整排量和井口回压。
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连续循环系统控制法
该系统是一个钻台上集密封、上卸扣、 循环为一体的装置。采用顶驱钻机时,通 过接箍、顶驱连接工具和钻井液分流管汇 的配合实现连续循环。接单根时,接箍体 上下两个闸板密封钻杆周围,接头位于全 封闸板和下部闸板之间,钻井流体在循环 压力作用下进入接箍体内,平衡钻柱内外 压力。卸扣上提钻杆,关闭全封闸板,上 部卸压后将公扣连接部分提出接箍体,此 时钻井流体通过接箍下部循环进入钻柱中。 当上下两部分压力平衡时,打开全封闸板, 新的单根下放。释放接箍体内压力,打开 密封,移开接箍,钻井再次开始,整个过 程循环不间断,从而保持井底压力恒定。
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恒定井底压力控制压力钻井
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控压钻井技术概念
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井底恒压钻井分析
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井底恒压钻井实现 相关结论
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应用背景
在复杂地层情况下钻井,孔隙压力和破裂压力之间的窗口通常比较小, 在高压、深水和欠平衡井中尤为普遍和典型。常会遇到喷、漏、卡、塌等各 种井下复杂情况和钻井问题。 为避免上述问题,希望有一种更为精确地约束和控制井眼压力的方法。美 国在上世纪60年代后期开始应用控制压力钻井技术,也称为MPD。
CBHP MPD技术
恒定井底压力控制压力钻井是控压钻 井的一种模式,其又称作称为当量循环 密度(ECD)控制,通过环空水力摩阻、 节流压力和钻井液静液柱压力来精确控 制井眼压力的方法。设计时使用低于常 规方式的钻井液密度进行近平衡钻井。 循环时井底压力等于静液柱压力加上 环空压耗,当停泵、接单根时,循环压 耗消失,井底压力处于欠平衡状态,加 入一定的地面回压使井底压力保持一定 程度的过平衡,以防止地层流体的侵入。 理想的情况是静止时加入的地面回压等 于循环时的环空压耗。 循环时井底压力=静液柱压力+井底压耗
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注气稳压技术 常规钻井方式 中,井下压力分布为
W H
P =P +P
AF
井底压力在钻进时是环空液柱压力和环空摩阻压力之和, 为了 保证在接单根过程中保持井底压力恒定,需要用井口回压来替代环 空摩阻压力,那么如果在停泵后环空液柱压力增加量等于环空摩阻 压力,同样可以达到保持井底压力恒定的目的,利用该原理,设计 了注气稳压技术。
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全自动智能控制压力钻井系统
一般都包括随钻压力测量 仪器、井口旋转控制头、回压 泵系统、自动节流管汇系统以 及自动控制中心几部分。具有 有自动井底压力测量、溢流监 测、自动井口压力控制等功能, 能够更加精确地实现井底恒压 控制压力钻井。
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(1) 控制压力钻井技术能有效降低井下复杂情况的发生、 减少非生产时间,因此在国内外得到了广泛的应用,其中井 底恒压控制压力钻井是主要的应用形式。 (2) 回压泵加节流管汇控制法、连续循环系统控制法、连 续循环阀控制法以及注气稳压方式都能够实现钻进和接单根 过程中的井底恒压,回压泵加节流管汇控制法的应用更加广 泛。 (3) 随着智能节流管汇、井底压力测量工具及地面检测、 控制系统的发展,控制压力钻井技术逐渐向自动化、智能化 方向发展,国内外已经开发了商业化的智能自动控制压力钻 井系统,未来有可能实制法
该方法在钻进的井段上每个单 根(或立柱)接头上加装特殊三通 阀,在接单根时可以通过此阀维持 循环, 从而实现接单根过程的连续 循环。目前此连续循环技术仅解决 了钻进和接单根时的连续循环,而 对起下钻、测井、完井等过程无法 实现连续循环,所以只能在接单根 和钻进过程中保持井底压力恒定。
控制压力钻井定义
控制压力钻井(MPD)是一种适用的钻井程序,用于精确地控制整个井 眼环空压力剖面,目的在于确定井底压力的范围,从而控制环空液压剖面。
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压力控制的目标
通过对井底压力的实时监测、水力参数的分析计算、井口套压(或回压) 的自动控制,实现合理的井底压力,始终保持井底压差处于微过平衡状态。
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井底恒压控制压力钻井的技术关键在于在钻进过程、接单根过程、 甚至起下钻过程中都保持井底压力的恒定,在实际作业过程中,常采用 回压泵加节流管汇控制法、连续循环系统(CCS)控制法、连续循环阀 系统(CCV)控制法、注气稳压控制方式、全自动智能控制压力钻井系 统5 种方式实现井底恒压。
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回压泵加节流管汇控制法