特殊工艺钻井技术概述

  欠平衡和气体钻井技术各种循环介质的欠平衡和气体钻井技术已在世界范围内得到了广泛应用,并将欠平衡、气体钻井与水平井和套管钻井等技术结合起来,取得显著效果。

 

  欠平衡钻井装备已逐步完善配套了包括旋转防喷器、制氮设备、可循环泡沫、可循环气体、套管控制阀和不压井起下钻作业装置等,形成了一套适合欠平衡和气体钻井地层筛选与评价技术[6]。据最新资料统计,2007年美国欠平衡和气体钻井数约占当年总井数的28%,美国75%的井在钻井过程中都安装了旋转控制头,90%的煤层气井采用空气钻井。欠平衡和气体钻井已用于探井、开发井、水平井和特殊工艺井等,有效发挥了发现和保护油气层、减少工程复杂程度和提高钻井速度的作用。

 

  套管钻井技术除表层套管和技术套管钻井外,国外又发展了尾管钻井技术,如贝克休斯公司的EZCase套管/衬管钻井系统,它通过钻杆丢手工具连接尾管悬挂器,用尾管部分代替钻柱进行钻进,钻达设计井深后不起钻直接将尾管与钻杆脱开留在井内完井。还发展了套管钻井的取心作业、钢丝绳换钻头和套管欠平衡钻井等技术。目前,套管钻井工艺可用于直井、定向井、水平井和开窗侧钻井中。Tesco公司套管钻井节约钻井时间30%以上。

 

  控制压力钻井技术美国研究人员于20世纪90年代起开始研发控制压力钻井技术,主要用于解决裂缝性、岩溶性碳酸盐岩等地层钻井过程中的恶性井漏及当量循环密度(ECD)引发的钻井问题,如在大位移井中ECD过高引发的井漏和窄密度安全窗口问题等[7]。2007年,美国陆上有四分之一的井是利用密闭循环系统进行欠平衡钻井,其中又有四分之一的井是采用控制压力钻井理念进行钻井的。最近威德福公司研制出降低当量循环密度工具,斯伦贝谢公司发展了随钻测量地层压力的StethoScope技术,这些技术的发展为控制压力钻井技术注入了新的活力。

 

  无风险钻井技术无风险钻井(no drilling surprise,NDS)技术由斯伦贝谢公司研发,并得到商业化应用。NDS是通过钻前充分利用地震、邻井钻井、测井和录井等资料建立待钻井的地质模型,通过MWD和PWD实时监测井下环空压力、扭矩等各种参数来分析钻井情况,及早发现复杂事故发生的预兆,及时采取措施,预防复杂情况与事故的发生,从而优化钻井技术措施,减少或避免井涌、卡钻和井漏等复杂事故的发生,达到安全快速钻井的目的。