近平衡钻井技术在长庆油田钻井井控中的应用

近平衡钻井技术在长庆油田钻井井控中的应用

李秀芝

长庆油田公司培训中心  陕西省西安市  710000

摘要：本文介绍了近平衡钻井技术的概念、原理和实施方法，重点阐述了其在长庆油田钻井井控中的重要性和应用。近平衡钻井可以降低井内压力波动，保持井底压力平衡，有效防止井喷和钻井事故的发生，同时又可以减少过平衡钻井带来的油气层伤害等问题，符合油气层保护和长庆油田可持续性发展的需要。通过对比分析进一步浅述了近平衡钻井技术在长庆油田钻井井控中的重要性和应用价值。

关键词：近平衡；钻井井控；压力平衡；可持续性发展

引言

钻井过程中，地层孔隙压力的控制至关重要。一旦地层孔隙压力失控，会导致井喷、溢流等事故的发生，严重威胁人员安全和环境污染。因此，钻井井控技术必须不断精进。钻井井控技术的核心是控制地层孔隙压力，保持井内压力平衡。近平衡钻井技术就是将常规井控通过精细控压技术，以更接近地层压力平衡的井控方法进行钻井施工作业，以期解决过平衡钻井和欠平衡钻井作业过程中存在的一些问题。

1近平衡钻井技术的原理和实施方法

针对超高压窄密度窗口钻井难点，常规钻井技术面临易喷易漏等技术难点。高温高压地层的主要问题是地质条件复杂，存在地层孔隙压力高、破裂压力低、压力窗口窄、同一裸眼井段中存在多套压力层系等特征，常因为地层压力成因机制复杂、且钻井资料少而难以准确预测地层压力。高密度钻井液因为循环压耗高，且受高温影响井底和地表钻井液密度差别大影响水力参数设计，易导致窄密度窗口钻井易井漏、井涌甚至井喷等井下故障，无法正常钻进而被迫弃井，导致井眼报废。采用常规设计方法已无法满足安全钻井作业要求，需要综合考虑高温、高压、窄密度窗口影响及钻井装置等诸多方面因素，提高井底压力控制精度。

通过控制钻井液附加密度值、优化井身结构、控制起下钻速度、优化钻井液流变性和钻井液排量等来控制井底压力。近平衡钻井钻井液密度的附加密度值：油井和注水井钻井液密度为：0.00—0.05g/cm3或井底压差为0.0—1.5MPa;气井钻井液密度为0.00—0.07 g/cm3或井底压差为0.0—3MPa。低限为0 g/cm3和0.0MPa，高限采用的是过平衡钻井钻井液密度附加值的下限，意为将平衡范围从过平衡向平衡尽量推进。

2近平衡钻井技术的优势

近平衡钻井的技术优势主要体现在以下几个方面：
1）预防性：近平衡钻井技术的主要目的是更精准地控制地层孔隙压力，防止井喷、溢流等事故的发生。通过实时监测和调整钻井液密度等措施，可以及时发现并处理地层异常情况，避免事故的发生。
2）主动性：近平衡钻井技术是一种主动的钻井井控措施，需要钻井队伍积极采取相应的措施，如增加钻井液密度、调整钻井参数等。这种主动性可以确保钻井作业的安全和顺利完成，提高钻井成功率。
3）可靠性：近平衡钻井技术通过一系列的监测和调整措施，可以确保地层孔隙压力的稳定和合理，降低钻井事故的风险。这种可靠性可以提高钻井作业的安全性和可靠性，减少人员伤亡和环境污染。
4）高效性：近平衡钻井技术可以减少事故处理的时间和成本。一旦发生事故，处理时间和成本会大幅增加，同时也会影响钻井作业的效率和成功率。通过近平衡钻井实施，可以避免事故的发生，提高钻井作业的效率和成功率。

3近平衡钻井技术存在以下关键技术难点：

1）地层孔隙压力的准确预测：地层孔隙压力是钻井井控中的重要参数，其预测精度直接影响到近平衡钻井的效果。在实际钻井过程中，由于地层复杂多变，孔隙压力变化难以准确预测，因此需要采用高精度的地层孔隙压力预测技术和方法。
2）钻井液密度的控制：钻井液密度是近平衡钻井技术的关键参数，其控制精度直接影响到地层孔隙压力的控制效果。在实际钻井过程中，由于钻井液的密度受到多种因素的影响，如钻井液配比、地层孔隙压力波动等，因此需要加强钻井液密度的实时监测和调整，确保其控制在合理的范围内。

4近平衡钻井技术在长庆油田具有广阔的应用前景。

长庆油田地质条件复杂，地层孔隙压力变化大，钻井难度较高。因此，采用近平衡钻井技术可以有效控制地层孔隙压力，降低钻井事故的风险，提高钻井作业的安全性和可靠性。
首先，长庆油田的勘探开发区域广泛，涉及多个区块和地层，每个区块和地层的孔隙压力和岩石力学性质都有所不同。因此，在钻井过程中，需要根据实际情况选择合适的近平衡钻井技术。
其次，随着钻井技术的不断发展和进步，长庆油田的钻井难度也在逐渐增加。尤其是在深层、超深层钻井中，地层孔隙压力的控制更加困难。因此，采用近平衡钻井技术可以有效解决这些问题，提高钻井作业的效率和成功率。
第三，长庆油田的自然环境和人文环境相对比较复杂，安全和环保要求较高。采用近平衡钻井技术可以有效降低钻井事故的风险，减少环境污染和人员伤亡，符合国家和企业的可持续性发展战略。

例如，在鄂尔多斯盆地中部气田下古生界气井钻井中，将要面对的是多来源含量较高的油型气，其中以甲烷为代表的轻烃比例高，钻进过程中极易侵入井筒，使得井控难度增大大，加之环境复杂、风险高，应采用高标准的近平衡压井技术，确保钻井作业的安全和顺利完成。

5 近平衡钻井技术在石油和天然气钻井领域的应用前景广阔。

1）复杂地层钻井：随着石油和天然气勘探开发的不断深入，钻井作业涉及的地层越来越复杂，如深层、超深层、高地应力、裂缝发育等地层。这些地层钻井难度大，地层孔隙压力控制困难，采用近平衡钻井技术可以有效解决这些问题，提高钻井作业的成功率和安全性。

2）非常规油气开发：非常规油气资源如页岩气、煤层气等开发需要采用水平井、多分支井等特殊钻井技术，地层孔隙压力控制难度大。采用近平衡钻井技术可以有效控制地层孔隙压力，提高非常规油气开发的效率和安全性。
3）环保要求提高：随着人们对环境保护意识的提高，石油和天然气钻井作业的环保要求也越来越严格。采用近平衡钻井技术可以减少钻井事故对环境的影响，降低环境污染的风险，符合环保要求。

综上所述，近平衡钻井技术在石油和天然气钻井领域具有广阔的应用前景。为了更好地应用该技术，需要加强技术研发和创新，不断提高钻井队伍的素质和能力，加强技术管理和人员培训，确保钻井作业的安全和顺利完成。同时，还应加强与国内外先进企业的合作和交流，引进先进的钻井技术和设备，推动石油和天然气开采行业的可持续发展。

6 存在问题

目前近平衡钻井技术存在的问题是在钻遇特殊压力地层时比常规压井更容易反转条件而成欠平衡问题。因此需要在井下钻具组合中安装随钻地层测试工具（FTWD）和随钻测压工具（MPD）,实时监测地层压力和井底压力值，根据井底压力和地层压力的差值，调整近平衡压井的井控回压值，使井底压力尽量平衡地层压力，达到近平衡钻井的目的。二是通过进出口流量监测密切关注欠平衡信号的出现，采用试探法进行压力控制，即每次降低0.5MPa直到进出口流量相等。

7结论

现有的近平衡压力钻井因为考虑到钻井液附加密度、循环压耗、起下钻、环空岩屑重力、异常工矿等对井底压力的影响，这些因素共同使得常规钻井井底过平衡度过大，没有实现真正意义上的近平衡钻井。同时，碳酸盐岩等地层对压力敏感，钻井过程中开泵即漏、停泵即侵等现象时常发生，常规过平衡压力钻井已不能满足钻井需求。亟需实施真正意义上的近平衡压力钻井。希望本文浅见可以对该项工作起到一定的推进作用。

参考文献

[1]林安村，韩烈祥 罗家16H井井喷失控解读.钻井工艺，2005,29（2）：22-23

[2]张兴全，丁丹红，周英操，刘伟 精细控压钻井技术在近平衡钻井在的应用.特种油气藏第23卷 第5期2016年10月