控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比

2022-10-28

随着科技的高速发展, 人类对于资源的利用已经越来越大, 特别是油气的贮备量已经濒临快要衰竭的边缘, 越来越多的开采工作进行, 各种问题也随着而来, 不仅提高了开采的难度, 同时也提高了开采的成本, 特别是在钻井问题的复杂性已经逐渐引起了人们的重视。为了解决及避免这些问题, 对于钻井技术的研究和开发越来越引起了研究人员的关注。而控制压力钻井技术是目前在国内外研究的一种最新钻井方法。通过这种技术, 开采工作可以准确的控制整个经验的压力层面, 这种技术的主要目的就会为了确定井底的压力窗口, 进而控制液压剖面, 这样就可以控制在钻井过程中的压力变化。这种钻井技术可以减少使用套管的数量、保证下钻安全、减少吸附效应等优点。另一种钻井技术为为流量控制钻井技术, 这种技术是在控制压力钻井技术的基础上进行完善优化的一种新技术, 具有的能力和功能具有特有的优点。微流量控制钻井技术就可以更好的到达钻井液的密度窗口, 保证钻井工作的安全, 同时尽可能的接近钻井的孔隙压力。在我国需要对这样的技术尽快的吸收, 并根据我国的实际情况来实现更安全、更高效的钻井。下面将主要分析两种钻井技术, 通过对比加深对其优势的认识。

1 原理

相对于传统的钻井技术, 控制压力钻井技术是一种微平衡钻井技术, 可以实现在窄钻井液密度窗口中安全的进入, 并且可以很好的组织液体向井内流入, 防止事故的发生。这种技术在设计的使用的钻井方式要低于常规的钻井技术, 当循环停止的治后, 压力小时, 井底的压力降低, 就破坏了钻井的平衡, 在这个时候就需要使用回压来弥补循环摩擦, 从而达到保证平衡的要求。控制压力钻井技术主要是通过控制流体密度、水利摩阻、流体流变性等, 保证井筒的压力可以准确的维持在地层压力与破裂压力之间, 维持平衡或者是近平衡的状态来钻井。

微流量控制钻井技术主要是通过对微进出口流量进行监控, 从而达到监控总流量的微小变化的目的。这种方法也可以准确的确定空隙压力与破裂压力。如果检测到微小的流入或者是侵入, 就会利用特殊方法来调整, 保证井底的压力平衡。微流量控制钻井技术可以快速的控制任何微小的流量变化, 以达到控制压力的目的。这种钻井技术的特点是在技术操作系统中, 包括对流失和侵入的分析与探测。在循环系统中, 具有可以检测微溢流的装置, 可以及早的发现问题。在循环流体流过装置中的节流阀时, 通过调节流量可以阻止流体侵入, 即使是比较微小的侵入量, 也可以被及时检测到, 并立即控制, 当侵入量低于检测控制范围时, 系统将会自动将侵入量循环入井眼内, 完成自动控制循环。对于微流量控制钻井技术在任何时候都可以安装到传统的钻井系统上, 安装操作比较简单容易。在多数情况下, 回压要尽量小, 以保证安全运行。对于技术操作的环境, 为力量控制钻井技术适应的范围也是非常大的, 敏感性地层、高温高压、探井、深井等, 对于目前遇到的钻井难度基本上都可以解决。

2 设备

控制压力钻井技术的原理与传统的钻井技术不同, 所以在井口的连接线也是不同的, 相对于传统的钻井技术, 控制压力钻井技术的设备要多出一套节流管, 同时还要一个特别的回压泵。这里使用的节流管中的节流阀要求的精度特别高, 而流量计也是可以准确检测出多种相态的数据及溢流的。总体来说, 在地面的布置大体上是相同的, 不同的是这两种方法都是通过回压泵和节流管来达到压力平衡的。

微流量控制钻井技术的控制系统主要分为3个组成部分, 分别为传感器、中央数据采集与控制系统及钻井液管汇。传感器包括文温度传感器、压力传感器、容积式流量计及质量流量计等, 主要是测量在钻井过程中收集到的各种液参数, 同时将采集到的压力、流量、流速、温度等以信号的形式通过转换器传送给中央数据采集与控制系统, 以便进行下一步的指令发送。钻井液管汇是整个钻井液管道循环的主体, 它的上面有2个节流器及各种传感器, 节流器根据钻井工作的实际需要来调节钻井泵上传输的参数。

3 结语

通过以上的分析讨论, 我们可以将本次的研究结果总结为如下几点:

3.1 控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术在原理上大致是相同的。

3.2 控制压力钻井技术可以准确的控制井底的压力, 实现安全的钻进窄钻井液密度窗口中, 对于设备的要求也是比较精准的。

3.3 微流量控制钻井技术是在控制压力钻井技术的技术上研究出来的, 所以具有控制压力钻井技术的优点, 并且还具有自己的特点, 可以更高、更准确的检测到安全事故的发生。

3.4 目前在国外, 已经将微流量控制钻井技术应用到实际的生产开采中, 这说明这种技术是具有可行性的, 在我国, 由于目前国内的工艺及设备方面的问题, 尤其是设备方面还不能满足实际工作中对于微循环压力的控制要求, 所以现在对于微流量控制钻井技术还没有实际操作的可行性。这就需要我们与国外的研究及技术人员进行更多的技术沟通, 尽快将这种技术在国内投入生产, 不但可以完成高效的开采, 同时也可以降低安全事故的发生。

摘要：油气资源的逐渐枯竭, 已经成为了全球性的问题, 如何解决这个问题, 是目前相关研究人员主要的研究方向。在以往的钻井技术中, 由于在钻井过程中, 对于井筒压力的控制上存在着很多问题, 所以在近几年国内外很多研究人员, 研究出微流量控制钻井技术。这项技术在对钻井液管路上设计了节流器及传感器, 可以对众多的压力、循环密度、流量和流速等参数进行检测, 同时还可以实行控制, 起到反馈的作用, 微流量控制技术能够保证对井筒压力实行精准控制的目的。本文主要研究控制压力钻井技术与微流量控制钻井技术的对比。

关键词：压力钻井,微流量钻井,控制