3.1 MPD技術(shù)
??? MPD技術(shù)包括:精細(xì)控壓鉆井技術(shù)、常規(guī)控壓鉆井技術(shù)、相關(guān)配套技術(shù)以及各項技術(shù)的聯(lián)合使用。
??? 1)?精細(xì)控壓鉆井技術(shù)包括:Halliburton公司的MPD系統(tǒng);Schlumberger公司的自動節(jié)流控壓鉆井(DAPC)系統(tǒng);Weatherford公司的Secure Drilling系統(tǒng)(精細(xì)流量控制系統(tǒng))等[1]。
??? 2)?常規(guī)控壓鉆井技術(shù)包括:簡易導(dǎo)流控壓鉆井技術(shù);簡易流量監(jiān)測控壓鉆井技術(shù);手動節(jié)流控壓鉆井技術(shù);充氣控壓鉆井技術(shù);泥漿冒控壓鉆井技術(shù);加壓泥漿冒控壓鉆井技術(shù);雙梯度控壓鉆井技術(shù);HSE控壓鉆井技術(shù);降ECD工具;井口連續(xù)循環(huán)鉆井系統(tǒng)[9]等。
??? 3)?相關(guān)配套技術(shù)包括:隨鉆井底環(huán)空壓力監(jiān)測技術(shù)(APWD);隨鉆壓力監(jiān)測技術(shù)(PWD)、隨鉆地層測試技術(shù)(FTWD);電磁波傳輸式隨鉆監(jiān)測技術(shù)(EMMWD);無風(fēng)險鉆井系統(tǒng)(NDS);井下隨鉆診斷系統(tǒng)(DWD);地層壓力預(yù)測與實時監(jiān)測技術(shù);井深結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù);井筒多相流分析模擬技術(shù);鉆井液多相密閉分離系統(tǒng);優(yōu)質(zhì)鉆井液技術(shù);化學(xué)方法提高井壁承壓能力技術(shù);膨脹管、波紋管技術(shù);防漏堵漏固井技術(shù);設(shè)計與分析軟件;試驗檢測平臺和評價方法等[9]。
3.2 MPD設(shè)備
??? MPD設(shè)備包括:地面設(shè)備、井下設(shè)備、輔助設(shè)備以及與井隊設(shè)備的配套連接(圖3)。
??? 1)?地面設(shè)備:節(jié)流管匯系統(tǒng),自動節(jié)流控制系統(tǒng),回壓泵控制系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。
??? 2)?井下設(shè)備:鉆具止回閥,PWD隨鉆測壓裝置等。
??? 3)?輔助設(shè)備:正壓式呼吸器,H2S檢測儀,防爆手提對講機等。
??? 4)?與井隊設(shè)備的配套連接包括:旋轉(zhuǎn)控制頭與環(huán)形防噴器的連接;控壓鉆井系統(tǒng)輔助泥漿返出管線與井隊節(jié)流管匯的連接[10]等。
3.3 MPD水力參數(shù)模擬
??? MPD水力參數(shù)模擬主要是指運用大型計算機模擬軟件,根據(jù)現(xiàn)場實際的相關(guān)數(shù)據(jù)對井筒內(nèi)單相或多相流體的流動狀態(tài)進行模擬,從而得出在相應(yīng)井段應(yīng)使用的特定鉆井液類型和密度,特定排量和鉆速以及特定回壓值等水力參數(shù)。
3.4 MPD作業(yè)流程
???MPD作業(yè)流程包括:安裝控壓鉆井地面設(shè)備并進行調(diào)試,對設(shè)備進行試壓,現(xiàn)場操作培訓(xùn),安裝旋轉(zhuǎn)控制頭,連接、下入井下鉆具組合,循環(huán)泥漿系統(tǒng),采集井下與地面數(shù)據(jù),記錄壓力排量等數(shù)據(jù),鉆進過程中調(diào)整相關(guān)參數(shù)等。
3.5 MPD施工要求
???MPD施工要求包括:控壓鉆進作業(yè)前對全員進行工藝及施工安全培訓(xùn),鉆井工程師、司鉆和副司鉆必須熟悉控壓鉆井應(yīng)急程序和控壓鉆井井控方案;控壓鉆進期間每天進行工作安全分析并記錄;控壓鉆進過程要密切注意控壓鉆井設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。
3.6 MPD崗位責(zé)任
???MPD崗位責(zé)任包括:控壓鉆井項目經(jīng)理,控壓鉆井工程師,現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)督,控壓鉆井設(shè)備操作人員,控壓鉆井助理,控壓鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集工程師,旋轉(zhuǎn)控制頭操作人員以及控壓鉆井系統(tǒng)支持專家等崗位責(zé)任。
3.7?施工現(xiàn)場臨時改動程序
???施工現(xiàn)場臨時改動程序:由于控壓鉆井設(shè)計不可能完全覆蓋施工現(xiàn)場所有情況,如果甲方根據(jù)實際的現(xiàn)場情況以及多年的施工經(jīng)驗,要求井隊做出與控壓鉆井設(shè)計不相符或是設(shè)計中沒有涵蓋的作業(yè)時,為保證施工安全,將作業(yè)風(fēng)險降至最低,作業(yè)之前應(yīng)執(zhí)行一套必要的程序。
3.8 MPD應(yīng)急程序
???MPD應(yīng)急程序主要包括:控壓鉆進時遇到節(jié)流閥堵塞(一個、多個或全部堵塞),隨鉆測壓工具PWD失效,回壓泵失效等情況需要采取的應(yīng)急措施。
3.9 HSE管理
???健康、安全、環(huán)境(HSE)管理是一項復(fù)雜的體系,包括:嚴(yán)格遵守相關(guān)法律法規(guī)等基本要求,健全完善HSE管理體系,作業(yè)區(qū)人身安全保護規(guī)定,醫(yī)療器械和藥品配置要求,設(shè)備的安全檢查與維護要求,H2S防護技術(shù)措施及管理要求,井噴預(yù)防和應(yīng)急措施。
???以上是對MPD系統(tǒng)基本框架進行的初步設(shè)計,要保證MPD系統(tǒng)在現(xiàn)場能夠成功應(yīng)用,框架內(nèi)每一部分都需要進行詳細(xì)的設(shè)計,很多設(shè)計涉及其他相關(guān)專業(yè),例如流體力學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、機械工程、油田化學(xué)、巖石力學(xué)、管柱力學(xué)、管理學(xué)等。可見,控壓鉆井技術(shù)并不只是一種簡單的技術(shù),而是一項較復(fù)雜的系統(tǒng)工程,應(yīng)以系統(tǒng)工程的方法對其進行研究。
4?結(jié)論與認(rèn)識
??? 1)?控壓鉆井系統(tǒng)以其精確控制井筒壓力剖面的獨特優(yōu)勢,可以解決大量復(fù)雜的鉆井問題,一定會在今后的石油鉆井行業(yè)中廣泛應(yīng)用,因此結(jié)合目前現(xiàn)場應(yīng)用控壓鉆井系統(tǒng)的實際經(jīng)驗,對控壓鉆井技術(shù)進行系統(tǒng)研究意義重大。
??? 2)?我國目前還有多項控壓鉆井的核心技術(shù)尚未完全掌握,眾多科研工作者都集中力量對此進行攻克,但是對于MPD系統(tǒng)的其他部分也應(yīng)當(dāng)根據(jù)輕重緩急投入相應(yīng)的人力、物力和財力進行研究,框架內(nèi)的任一部分都關(guān)系著整個控壓鉆井系統(tǒng)能否成功應(yīng)用。
參考文獻
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