裂缝性储层控压钻井技术及应用

仇亚治（长城钻探工程公司钻井技术服务公司，辽宁盘锦 124010）

裂缝性储层控压钻井技术及应用

仇亚治（长城钻探工程公司钻井技术服务公司，辽宁盘锦 124010）

裂缝性储层是存储石油天然气的天然冰箱，找到这样的地质结构，离发现石油就不远了，但是该种地质结构开采的安全窗口小，地下结构不明确，极易破坏储层结构，相比其他钻井技术，控压钻井技术利用井口处压力管理，实现井下压力处在可以出油范围之内，实现高效安全出油。

裂缝性储层；控压钻井；控制

1 引言

裂缝性储层是有可能藏有巨大的石油天然气，一般在残酸盐和碎屑岩地质结构中都有裂缝性储层，但是在这些储层中，一部分经过长年的积层，储层已经为泥土或其它岩石填充了，缺乏储油的空间，变成了一些闭合储层。有空间的裂缝却占的比例很少，一旦发现裂缝性储层，可能其中就蕴藏着丰富的石油和天然气，但是这种油井开采的安全密度窗口较小，［1］井下的地质构造不确定，极易破坏储层，所以裂缝性储层的有效性评价是考察该油井的开采是否有意义。

2 控压钻井技术的基本概念

控压钻井技术在上个世纪50年代已经出现，在2004年的钻井会议上被提出，并称为钻井过程中的控制压力钻井的三大体系之一，经过近几年的快速发展，控压钻井技术已经逐步形成了以恒定井底压力技术、加压泥浆帽钻井技术、双梯度钻井技术和健康安全环境技术为主的工艺体系，该项钻井技术综合调节井口套管压力，水力摩擦及流体密度等，从而保持井眼压力可以源源不断的压出油来，该种技术还可以严控地下河流等侵蚀，降低井下压力过大而导致的井涌等钻井问题，对安全密度窗口较小的裂缝性储层的开采十分有益。控压钻井技术的概念版本很多，但总体意思就是精细化管理井下压力，使其保持在所需的范围之内，该项技术涉及到过过、近、欠三种非平衡钻进工艺技术。

3 裂缝性储层采用常规钻井技术存在的问题

首先，容易破坏储层，各个缝隙的大小不一，结构各异，其中填充物的密度不一，压力结构不均，地质结构复杂，钻头进入的过程将遇到不同的问题，导致井液流失，容易破坏储层，导致后期的产油量。其次，压力管理难度大，当裂缝角度小时，井下原油中含有的气体和液体有密度差，导致出现诸如置换性漏失的储层漏失，气体不断侵入地层。由凝析油气相态图可知，当环境压力低于泡点压力时，气相从液相中分离出来，而气体具有可压缩性，井底压力进而下降，致使越来越多的地层气体涌入环空，气体带压上升，这是一个恶性循环的动态过程，井口表现为井涌，甚至井喷，这就要求井口设备具有较高的承压能力；最后，卡钻的现象。［3］由于压力不稳定，气液密度不一，气体向上运动在井口附近形成旋流，将搅动井口附近的地层泥浆，一起上行运动，造成问题现象发生。

裂缝性储层采用常规钻井技术存在上述问题，但是控压钻井技术通过压力动态管理，实现钻井高效、安全。

4 相比其他技术，控压钻井技术优点

控压钻井技术是精细化管理进口部压力，从而针对不同的工况需要，准确管理井下的状态是欠、近还是过平衡状态，该种技术可操作性强，安全、可靠、效率高。相比其他钻井技术，控压钻井技术具有以下优点：

首先，不易破坏储层，控压钻井技术采用小流量监控，第一时间发现油液是否有溢出或是泄露等，当出现了油液的溢出或是泄露时，自动控制系统将及时反馈相关信息，迅速调节井口阀门，精细化地应对井下压力变化，动态变化工作系数，具有动态调控性。其次极易管理井下压力，控压钻井技术动态管控井下工作系数，通过计算，将压力控制在出油的动态平衡状态，实现了井下压力可控，钻井作业可靠安全；最后，提高产油效率，当起钻等作业时，井口部进行自循环，利用压力泵补偿循环压力损失，保持井下压力处在一定范围的状态之中，降低因为压力变化导致的井下气体上行，从而减少卡钻的可能；另外，据研究表明，控压钻井技术在处理井漏等钻井复杂情况时具有较好的时效性，大幅提高了水平井段的延伸能力，钻井液漏失量仅为欠平衡钻井的1.7%。

5 控压钻井技术所需设备

控压钻井技术所需的设备根据钻井型号不同而有差异，与现实环境有关系，油层深度、油层压力等，实施的过程中，往往采用动态压力控制系统来控制地面的环空压力，以便保持井底压力的恒定，该系统由以下几个方面组成：合理精准的水力学计算模型、旋转控制装置、钻井液返出台。调节阀处于安全可靠的考虑使用自动控制的电磁阀，这样有效的保证作业安全，还有压力泵的作用就是该系统的心脏，源源不断地向系统里提供压力源，为管理井下油压提供条件。简言之，控压钻井技术借鉴了非平衡油井钻井工艺，其很多设备也是非平衡钻井工艺中使用的设备，利用调节阀和压力泵调节管理井下压力，使之保持一定的压力状态。

6 结语

裂缝层储层广泛地存在于我们这个地球上，但是这种储层是上亿年前的形成，经过长期的沉淀，一些裂缝层已经被填充满，不具备储油条件，只有少部分的裂缝层因为特殊的地质构造而蕴藏着大量油气，这些裂缝储层存在安全窗口小等特点，控压钻井技术是一种可以准确检测井口压力流，迅速反馈压力流的状态，经过计算系统的精细分析判断，得出是否进行压力补偿，该种技术最大可能的提高了油井的出油率，延长了油井的出油周期，具有很好的经济和社会效益，这种精细程度正好满足裂缝性储层安全窗口小的特点。

［1］宋巍，李永杰，靳鹏菠，李皋，魏纳，赵向阳，刘金龙.裂缝性储层控压钻井技术及应用［J］.断块油气田，2013，03：362-365.

［2］赵文庄.塔中压力敏感性储层控压钻井技术研究［D］.西南石油大学，2010.