過平衡、近平衡常規控壓鉆井技術已經成熟配套。欠平衡鉆井技術在國外經過幾十年的發展已基本成熟配套,國內近幾年發展迅速,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)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等方面研究和發展。

 

  就目前的技術現狀而言,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展,有必要結合試驗研究,尋求鉆井技術突破。

 

  1)隨鉆井底環空壓力測量(APWD) 為適應欠平衡鉆井監測的需要,哈里伯頓公司研制出了隨鉆井底環空壓力測量儀(annular pressure measure-ment while drilling,簡稱APWD),在隨鉆過程中可以實時測量井底環空壓力數據,通過MWD或EM-MWD實時將數據傳送至地面,指導欠平衡鉆井作業。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(NDS) NDS(no drillingsurprise)由斯倫貝謝公司研發,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。NDS可以及早發現井下復雜情況與事故發生的預兆,及時采取措施,預防井下復雜情況與事故的發生。NDS可以實現井眼穩定性控制、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(DWD) 美國開發的井下隨鉆診斷系統(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、方位角和地層參數等;其隨鉆測量工具、高速數據傳輸系統、鉆井分析軟件等將井下地層、鉆井狀況與地面數據實時聯系起來,優化指導鉆井作業,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,創下新的記錄。

 

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

 

  控壓鉆井技術的發展方向重點在以下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、井口連續循環裝置、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)研究多相流流動規律,進而進行理論建模與實用軟件開發。

 

  4)研發控制機構及支持系統,為實現自動(閉環)控壓鉆井做技術儲備。

 

  發展控壓鉆井技術,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;三是要培養一批高精尖的技術人才隊伍,為該技術研究和推廣創造必備條件;四是要注重多學科合作,配套發展;五是要明確和深刻理解控壓鉆井技術的概念,統一認識,才能從人員、隊伍、裝備、技術和管理等各方面進行專業化配套和發展。