過平衡、近平衡常規(guī)控壓鉆井技術已經(jīng)成熟配套。欠平衡鉆井技術在國外經(jīng)過幾十年的發(fā)展已基本成熟配套,國內近幾年發(fā)展迅速,也已步入世界先進水平行列。

 

  精細控壓鉆井技術,國內與國外相比還有一定差距。自動(閉環(huán))控壓鉆井技術國內外均有待于在多相流理論、配套裝備、工具、儀表儀器和軟件開發(fā)等方面研究和發(fā)展。

 

  就目前的技術現(xiàn)狀而言,精細控壓鉆井技術、欠平衡鉆井技術與下述技術的結合,必然會達到更好的鉆井施工效果。為促進鉆井技術的發(fā)展,有必要結合試驗研究,尋求鉆井技術突破。

 

  1)隨鉆井底環(huán)空壓力測量(APWD) 為適應欠平衡鉆井監(jiān)測的需要,哈里伯頓公司研制出了隨鉆井底環(huán)空壓力測量儀(annular pressure measure-ment while drilling,簡稱APWD),在隨鉆過程中可以實時測量井底環(huán)空壓力數(shù)據(jù),通過MWD或EM-MWD實時將數(shù)據(jù)傳送至地面,指導欠平衡鉆井作業(yè)。斯倫貝謝、威德福等公司也研制出了APWD類似工具。

 

  2)無風險鉆井系統(tǒng)(NDS) NDS(no drillingsurprise)由斯倫貝謝公司研發(fā),它是一個綜合的服務包,通過風險管理,對油氣井進行設計和實時處理,從而使井身結構最優(yōu)。NDS可以及早發(fā)現(xiàn)井下復雜情況與事故發(fā)生的預兆,及時采取措施,預防井下復雜情況與事故的發(fā)生。NDS可以實現(xiàn)井眼穩(wěn)定性控制、地層孔隙壓力預測、漏失控制和井眼摩阻控制等。

 

  3)井下隨鉆診斷系統(tǒng)(DWD) 美國開發(fā)的井下隨鉆診斷系統(tǒng)(diagnostics while drilling,簡稱DWD),能隨鉆測量井下溫度、壓力、鉆頭鉆壓、鉆頭扭矩、井斜角、方位角和地層參數(shù)等;其隨鉆測量工具、高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、鉆井分析軟件等將井下地層、鉆井狀況與地面數(shù)據(jù)實時聯(lián)系起來,優(yōu)化指導鉆井作業(yè),以達到提高鉆速,獲取最佳鉆井效果的目的。

 

  4)隨鉆地層測試技術(FTWD) 隨鉆地層測試技術(formation testing while drilling,簡稱FT-WD)是在鉆井過程中對儲層實施實時測量的一種新技術。其最大好處是節(jié)省鉆機時間,特別適合海上鉆井平臺,能降低鉆井成本。斯倫貝謝公司將MDT技術與LWD有機結合,研制出了Stetho-Scope隨鉆地層壓力測試儀,于2005年1月開始商業(yè)化服務,截至2006年9月25日,共使用130井次,取得良好效果。

 

  5)電磁波傳輸式隨鉆測量技術(EM-MWD)近年來為適應氣體鉆井、泡沫鉆井和控壓鉆井等新技術快速發(fā)展的需要,電磁波傳輸隨鉆測量技術(e-lectromagnetic MWD tools,簡稱EM-MWD)研究與應用已有很大進展[14-17]。殼牌公司已在北海南部成功將電磁波EM-MWD用于測量井深4 420 m處的各種參數(shù),創(chuàng)下新的記錄。

 

  6)地層壓力、破裂壓力和坍塌壓力預測及隨鉆監(jiān)測技術 實現(xiàn)地層壓力、破裂壓力和坍塌壓力隨鉆監(jiān)測既可以直接指導鉆井現(xiàn)場施工作業(yè),又可以準確驗證理論模型的可靠性與準確性,對實現(xiàn)精細控壓鉆井技術、欠平衡鉆井技術的推廣和未來的自動控壓鉆井技術的發(fā)展具有重要意義。

 

  控壓鉆井技術的發(fā)展方向重點在以下4個方面:

 

  1)設備研制,特別是研制高壓力級別的旋轉防噴器、井口連續(xù)循環(huán)裝置、地面壓力控制裝置和多相密閉分離裝置等。

 

  2)研制自動測量儀器儀表,重點包括APWD、地面自動流量計、地面自動測壓計、隨鉆測斜儀和氣體鉆井條件下地層出水/出氣定量判斷儀器等。

 

  3)研究多相流流動規(guī)律,進而進行理論建模與實用軟件開發(fā)。

 

  4)研發(fā)控制機構及支持系統(tǒng),為實現(xiàn)自動(閉環(huán))控壓鉆井做技術儲備。

 

  發(fā)展控壓鉆井技術,首先要提高對該技術重要作用和意義的認識;其次走科研-中試-現(xiàn)場試驗-理論升級-再試驗的路,加強前期研究,重視技術儲備;三是要培養(yǎng)一批高精尖的技術人才隊伍,為該技術研究和推廣創(chuàng)造必備條件;四是要注重多學科合作,配套發(fā)展;五是要明確和深刻理解控壓鉆井技術的概念,統(tǒng)一認識,才能從人員、隊伍、裝備、技術和管理等各方面進行專業(yè)化配套和發(fā)展。