摘 要：運(yùn)用雙梯度鉆井技術(shù)可以有效避免常規(guī)鉆井過程中所引起的一系列復(fù)雜情況，目前國內(nèi)外對雙梯度鉆井技術(shù)在現(xiàn)場成功應(yīng)用的介紹基本沒有，本文通過介紹ECDRILL鉆井技術(shù)（簡單雙梯度鉆井技術(shù)）在挪威北海油田的首次成功運(yùn)用，為以后我國現(xiàn)場應(yīng)用和科研開發(fā)提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：雙梯度鉆井；ECDRILL

為滿足世界油氣的增長，增大資源的接替量，隨著深水油氣鉆探活動(dòng)的增加，勘探者們發(fā)現(xiàn)常規(guī)的鉆井技術(shù)已經(jīng)不能滿足對更深地質(zhì)目標(biāo)的鉆探，于是提出了采用雙梯度鉆井技術(shù)來滿足鉆更深的、更復(fù)雜井的要求。

1 EC DRILL鉆井技術(shù)和常規(guī)鉆井技術(shù)對比

1.1 ECDRILL鉆井和常規(guī)鉆井概念介紹

常規(guī)鉆井技術(shù)是指在整個(gè)井眼中（包括隔水管內(nèi)）只有一個(gè)液柱壓力梯度值，即整個(gè)井筒內(nèi)包括隔水管內(nèi)都被一種液柱壓力梯度所填滿，為單梯度鉆井；而ECDRILL通過調(diào)節(jié)隔水管的液面，隔水管內(nèi)可以不再被鉆井液填滿，而產(chǎn)生一段空隙，該空隙內(nèi)就是空氣，即從轉(zhuǎn)盤內(nèi)井口開始到隔水管內(nèi)某深度無液體，為氣液分界面，然后從分界面到井底為鉆井液填充，即整個(gè)井筒內(nèi)有2種壓力梯度的存在，即為雙梯度鉆井。ECDRILL產(chǎn)生兩種壓力梯度也屬于DGD鉆井技術(shù)的一種。

1.2 ECDRILL的優(yōu)點(diǎn)

ECDRILL時(shí)是以分界面為參考點(diǎn)，孔隙壓力和破裂壓力之間的區(qū)域也將變寬，鉆井時(shí)的窗口也將會增大，能保持井底壓力恒定的同時(shí)，更好的控制ECD。ECDRILL有幾下優(yōu)點(diǎn)：

①有效的保持井底壓力恒定；②更換的控制ECD；③增加機(jī)械鉆速；④增加隔水管余量；⑤減少下套管的層次；⑥減少非生產(chǎn)時(shí)間（減少漏失等）；⑦可以鉆更深的井眼深度。

2 ECDRILL北海油田的現(xiàn)場應(yīng)用

ECDRILL所用的北海油田區(qū)塊開采時(shí)間已經(jīng)很長，地層應(yīng)力衰減也相對較快，孔隙壓力與破裂壓力的窗口也很窄，常規(guī)鉆井容易引起井漏等復(fù)雜情況，故挪威國油使用此技術(shù)，成功完成了8-1/2井眼的鉆進(jìn)，井斜角90，水平位移接近4000米。

2.1前期準(zhǔn)備

挪威國油對其項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)論證和項(xiàng)目準(zhǔn)備。對承鉆的鉆井平臺而言，主要是完成隔水管的改造，隔水管的改造是對要使用的隔水管進(jìn)行返出管線的增加，該管線如同其它幾條隔水管上的管線一樣，通過隔水管的連接而延伸至平臺，而這條附加的管線的也使采用鵝頸管的形式最終連接至平臺上，與阻流/壓井連接方式相同。也需要對一條隔水管進(jìn)行改造，使附加在該隔水管上的水下泵組能夠從該隔水管內(nèi)吸入液體。

2.2 現(xiàn)場應(yīng)用

在使用常規(guī)鉆井，鉆穿10-3/4 尾管水泥塞，進(jìn)入新地層時(shí)開始使用ECDRILL。ECDRILL可以通過TOPFILLPUMP以及SUBSEAPUMP調(diào)節(jié)排出流量，很容易實(shí)現(xiàn)從常規(guī)鉆井到簡單雙梯度鉆井ECDRILL的模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

對于鉆井過程中所可能產(chǎn)生的井控，挪威國油的基本原則是快速切換至常規(guī)鉆井模式進(jìn)行操作，并對使用此技術(shù)可能遇見的問題做了充分的風(fēng)險(xiǎn)分析與控制。以處理隔水管內(nèi)氣體為例。當(dāng)氣體的濃度達(dá)到20LEL時(shí)，提升隔水管內(nèi)的液面。

處理隔水管內(nèi)氣體基本程序：

①通知ECDRILL操作人員和泥漿錄井；②ECDRILL操作者與鉆井泵房倒相關(guān)管線；③鉆頭提離井底，降低泵速（如有必要），打開增壓管線，關(guān)閉TOP FILLPUMP，關(guān)閉轉(zhuǎn)噴器；④ECDRILL操作者改變ECDRILL控制系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)，用于提高隔水管液面；⑤使用泥漿泵始終保持循環(huán)直至隔水管內(nèi)以被液面所填滿。此時(shí)注意當(dāng)隔水管內(nèi)被填滿時(shí)的ECD不會超過地層破裂壓力，注意隔水管內(nèi)的壓力；⑥當(dāng)隔水管內(nèi)的氣體被排完時(shí)，停止泵入（放噴管線上安裝有氣體監(jiān)測探頭）；⑦改變ECDRILL系統(tǒng)中的參數(shù)，根據(jù)指令開始降低隔水管內(nèi)的液面；⑧當(dāng)隔水管內(nèi)的液面降低到要求高度并穩(wěn)定后，開始正常鉆進(jìn)。

鉆進(jìn)過程中接立柱，接完立柱后，開泵循環(huán)，回流管上的氣體監(jiān)測儀顯示最大只有10%LEL，而此時(shí)安裝在隔水管上部的氣體監(jiān)測探頭以顯示有超過20LEL。鉆臺與ECDRILL操作者配合迅速灌滿隔水管，轉(zhuǎn)換至常規(guī)鉆井模式。

停止鉆進(jìn)，保持循環(huán)，觀察上部隔水管氣測值下降至正常后，鉆臺與ECDRILL操作者配合將隔水管內(nèi)的液面降至作業(yè)者要求距離。后隔水管內(nèi)液面穩(wěn)定后繼續(xù)保持ECDRILL鉆井模式繼續(xù)鉆進(jìn)。

此外，在接立柱這個(gè)過程中，利用ECDRILL可以監(jiān)測到井內(nèi)是否有漏失的發(fā)生，ECDRILL控制系統(tǒng)利用在U-TUBE效應(yīng)下井內(nèi)流體隨SPM泵組返出到活動(dòng)池體積進(jìn)行監(jiān)控，提前發(fā)現(xiàn)漏失或者溢流。

3 結(jié)論

Cosl Innovator成功使用ECDRILL完成了鉆進(jìn)工作，鉆井過程中無漏失、無溢流等復(fù)雜情況的發(fā)生。簡單雙梯度鉆井ECDRILL由于隔水管內(nèi)的液面可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，進(jìn)入常規(guī)鉆井模式，使用該系統(tǒng)時(shí)對井控以及應(yīng)急情況發(fā)生時(shí)能更好的應(yīng)對。據(jù)悉后續(xù)挪威國油還將對ECDRILL進(jìn)行更多的測試，包括將隔水管內(nèi)完全替為海水鉆進(jìn)（DGD）等。

參考文獻(xiàn)：

[1]盧春陽，狄敏燕，朱炳蘭，張宗林.超深水海洋雙梯度鉆井技術(shù).鉆采工藝，2001，24（4）：25-26.

作者簡介：

鐘磊（1983- ），男，2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)石油工程專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，中級工程師。