基于PWD技术深水表层井下复杂工况的监测和应用探究

刘新波

长江大学研究生院

引言

随着我国油气资源勘探开发的不断深入，石油等油气资源不再单一在地表开采，而是由地表向地层深部发展，比如向西部和海洋发展。其中，海洋石油资源的开发占着重要的地位。因此，深水钻井是深水油气资源勘探和开发的必要手段。深水表层钻井作业将直接决定深水钻井作业的成败，深水海洋环境和复杂地质条件的对油气开采有直接影响,但目前国内在深水表层钻井领域的研究还很少,喷射导管钻井技术、动态压井钻井技术等技术不成熟，这会对我国深水油气资源的勘探及开发将造成严重的负面影响。由此可知，PWD技术将是我国大规模深水油气资源的开发面临的困难和亟待解决的问题。

一、PWD技术原理

井底压力随钻测量监测技术是通过实时精确测量井筒环空压力和温度，并将测量到的数据进行处理并实时传输到地面，地面设备对接受到的数据进行分析和计算，根据计算结果对井内工作进行控制和指导，从而实现对井内情况的实时监测，并预防井漏、井涌等事故的发生，对出现的意外情况进行及时的处理。

二、深水表层钻井面临的挑战

海洋深处环境和地质复杂，很多情况都无法做出预测，这无疑就给深水钻井带来了很多的挑战。目前，我国在深水海域进行表层钻井作业主要面临着包括水深、海床不稳定、破裂压力梯度低、低温、浅层水流、浅层气、井漏、井眼净化问题、钻井设备要求高等挑战，这些都会影响油气资源的开采效率及开采质量，因此，解决这些问题就迫在眉睫。

三、目前我国对深水表层钻井的研究

近些年以来，我国很多研究人员都在对随钻压力测量工具进行研究，但主要以理论研究、试制或试验为主,实际应用的PWD工具还很少。虽然已研制出各种形式的随钻测压工具，但这些技术都还不够成熟，系统的可靠性、稳定性也不够。而PWD技术系统可靠性、稳定性都比较强，因此，基于PWD技术深水表层井下复杂工况的检测和应用探究就显得非常必要。

四、主要研究内容

传统随钻测量无法直接观察井内的情况，无法直接判断其内部是否有异常或突发事故发生，所以亟待一种适合于深水表层井下复杂工况的随钻监测技术。PDW技术可以讲实时测量的数据转变为相应的具体的数值，这样就可以结合相应的设备对这些数值进行分析，这样就有利于相关人员根据分析结果对井底的实际情况采取相应的措施，从而缩短钻井周期、简化井身结构、避免井涌的发生。

1.深水表层井下工况监测原理

随钻环空压力监测装置对井下的各种压力进行实时监测，温度监测装置对井下温度进行实时监测，并将这些监测数据进行处理后传输给地面设备，地面设备对实时监测数据变化情况加以适当的处理与分析,就实现了随钻识别井下复杂工况的目的。

2.PDW技术的优势

这种测量方法具有测量精度高、工作性能稳定、易于安装、耗电低等优势。另外，这种技术还可以对井下的状况进行实时监控，从而将井下的状况反馈给地面工作人员，工作人员接受到实时监测的数据后，对井下的工作进行调整和指导。这样，提高了地面的控制力，缩短了钻井周期，大大降低了意外事故发生的概率，并且提高了油气资源的开采效率，降低了油气资源的开采的成本，对油气资源的发展前景将有重大影响。

总结

综合考虑深水环境的复杂性及其深水环境对测量设备的影响，根据随钻地层压力监测所得到的实测地层压力，将测量数据进行井下处理进行实时计算，然后传输到地面设备，计算机控制系统根据计算结果,采取相应的措施，实现对井底压力的自动控制。这种技术的实现，将减少石油开采过程中意外事故的发生，降低开采成本，从而提高开采效率，提高开采收益。这一技术的成功研制，对我国石油业以及我国其他各个相关行业的发展，对我国经济的发展无疑都有着极其重要的作用。

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