MPD工艺技术附其在海洋钻井中应用模式.docVIP

MPD工艺技术及其在海洋钻井中的应用模式 王子建1 曹式敬2 周文军1 孙宝江1 （1中国石油大学（华东），山东 东营 257061；2中海油田服务有限公司（北京）100027） 摘要：MPD技术是国外近年来发展较快的一种钻井新技术，该项技术能够有效解决海洋油气钻探所出现的复杂技术难题，如地层孔隙压力和破裂压力之间的窗口狭窄、地层漏失、压差卡钻等。为了解决不同地层钻进难题，国外研究的MPD应用模式多种多样，其中一些已开发了相关设备和工艺，并开始进入工业应用。国外成功的应用经验证实该技术是一种更安全、更快、更有效的钻井技术。 关键词：MPD技术；井筒压力；工艺流程；应用模式 MPD Technology and Its Variations to Marine Drilling Wang Zijian1 Cao Shijing2 Zhou Wenjun1 Sun Baojiang1 (1China University of Petroleum (East China), Shandong Dongying 257061; 2China Oilfield Services Limited, Beijing, 100027) Abstract: A drilling technique that is quickly developing in foreign is Managed Pressured Drilling. This advanced technology is able to associate with comprehensive tech-challenge, such as the narrow margin between pore pressure and friction pressure, the losses of formation and the sticking of pressure difference. In order to resolve the challenge of different formation drilling, MPD have developed into varied variations in foreign study. Some of the variations have exploited relevant installation and process for industry application. The successful application in foreign is proven that this technique is a more safely, more fast and more efficient drilling operation. Key words: MPD; Borehole pressure; Technologic flow; Variations 1引言 海洋油气钻探时，地层孔隙压力与破裂压力之间的泥浆密度窗口变窄，使用常规钻井技术很难将井筒压力控制在窗口范围里，钻进时易发生漏失和气侵现象。常规钻井为避免发生此类事故会在已经很窄的泥浆窗口上，再加上一定的安全余量，这无疑使密度窗口变得更小，从而使套管下入深度受到了限制，进而增加了套管级数，钻井投资也因长时间钻进和高额的套管及其附件投资变得昂贵。随着海洋油气钻井难度和深度的不断增加，诸如地层漏失、压差卡钻、钻杆脱扣、地层孔隙压力与地层破裂梯度间窗口狭窄造成井涌和井漏等问题也日益突出，采用常规钻井装置和方法进行钻探（包括天然气水合物钻井）有许多是不适用也是不经济的[1][2]。 为有效解决上述问题，美国自20世纪60年代后期开始应用控制压力钻井技术，也称MPD（Managed Pressure Drilling）技术。它是应用先进的井控设备和方法来实现钻井最优化的一种工艺技术。该项技术采用一种闭合承压钻井系统，与单独调节泥浆重度和泥浆泵率的方法相比，它能精确控制井筒压力剖面，并且泥浆返还系统能有效降低钻井非生产时间。 现今，美国陆地钻机配备闭合承压钻井系统的比例已从1995年的10%剧增至目前的75%[3]。该项技术的优势及其未来钻井的发展趋势表明，MPD 技术很可能是不远将来深水油气钻探乃至水合物钻探的首选钻井技术。 2 MPD的定义及其优点 控制压力钻井并不是提出的一种钻井新概念，它是在以往钻井过程中对井筒内压力的控制的基础上改进的。IADC（国际钻井承包商协会）对MPD的定义为：“MPD是一种改进的钻井程序，可以精确地控制整个井眼的环空压力剖面。其目的在于确定井底压力窗口，从而控制环空液压剖面[2]。”IADC同时指出[3]：MPD是要在不压裂上覆