大庆油田环空压力精确计算与控制技术研究

论文摘要

大庆油田剩余油气储量属于隐蔽性的油气藏,外围油田部分井长期处于低效无效开采状态,急需形成一套实现低渗透储层保护、提高单井产量的钻井配套技术;同时局部区块存在着复杂的压力系统,井漏问题比较严重,需要在窄密度窗口下的钻进技术。而控制压力钻井技术最大特点就是通过井口回压来控制井底压力,很好地解决了复杂地层钻井所出现的井漏、井控、卡钻等复杂问题,并根据地层压力情况实现欠平衡钻井,可达到发现和保护储层的目的。因此开展控制压力钻井技术的研究势在必行。本文通过地质资料和现场压力数据分析评价了控制压力钻井在大庆油田的应用可行性,介绍了控制压力钻井的设备组成、各种设备的特点以及相互关系,并结合大庆油田的地质特点对控制压力钻井技术进行了优选。本文给出了控压钻井液相钻井液流体和充气两相钻井液体系的环空水力学模型,提出了修正水力学模型的方法。分别考虑了钻具套管段和裸眼段的环空压降,对充气控压钻井气液两相流模型在原模型的基础上,考虑了温度场对压降的影响。本文通过分析控压钻井过程中井口回压对井底压力的影响,给出了控制回压的方法。能够实现控压钻井钻进过程中通过井口回压而精确地控制井底压力,从而使环空压力保持在地层破裂压力和地层坍塌压力之前,实现窄密度窗口的安全钻进,也可实现欠平衡钻井,满足发现和保护储层的需求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 一、MPD 技术的概念与特点
• 二、MPD 技术国内外现状及发展趋势
• 三、MPD 的类型及设备
• 四、本文主要的研究内容
• 第一章 大庆油田控压钻井适应性地质特性分析
• 1.1 徐深地区地质特性分析
• 1.1.1 徐深地区深井复杂情况
• 1.1.2 徐深地区构造特征
• 1.1.3 徐深地区地质特性分析
• 1.1.4 地层裂缝发育情况分析
• 1.1.5 徐深地区漏失、坍塌井的实测压力
• 1.2 英台地区地质特性分析
• 1.2.1 地区深井复杂情况
• 1.2.2 英台地区构造特征
• 1.2.3 英台地区地质特性分析
• 1.2.4 地层裂缝发育情况分析
• 1.2.5 英台地区漏失井的压力情况
• 第二章 控压钻井方式优选
• 2.1 控压钻井技术应用模式
• 2.1.1 井底恒压控制MPD 技术
• 2.1.2 其他控制压力钻井技术
• 2.2 大庆油田控压钻井方式优选
• 2.3 井底恒压控制MPD 及控制过程
• 2.3.1 井底恒压钻井方式的特点
• 2.3.2 全自动节流管汇
• 2.3.3 井底恒压钻井方式的控制过程
• 第三章 控压钻井技术环空压降精确计算
• 3.1 钻井水力学模型发展综述
• 3.2 钻井水力参数设计研究国内外发展现状
• 3.3 液相钻井液环空压降计算模型
• 3.3.1 流变模型的选择
• 3.3.2 流态的判断
• 3.3.3 传统流变模式上建立模型
• 3.4 充气控压钻井两相钻井液环空压降计算模型
• 3.4.1 充气控压钻井物理模型
• 3.4.2 充气控压钻井气液两相流环空压降模型建立
• 3.4.3 充气控压钻井温度对压力的影响分析
• 3.4.4 充气控压钻井气液两相钻井液流态判别
• 3.4.5 充气控压钻井气液两相钻井液环空压耗计算
• 第四章 控压钻井环空压力精确控制
• 4.1 井口回压对控压钻井环空压力的影响
• 4.1.1 井口回压与环空流态的关系
• 4.1.2 井口回压与环空气液比的关系
• 4.1.3 井口回压和注气量与井底压力的关系
• 4.2 井口回压值的确定
• 4.2.1 常规钻井与控压钻井过程中各压力关系
• 4.2.2 井口回压值的确定
• 4.2.3 随钻地层压力测试（PWD）系统
• 4.3 实例计算与分析
• 4.3.1 环空压耗计算程序
• 4.3.2 实例计算
• 4.3.3 结果分析
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要