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BSEE修订《井控规定》 这个技术或再被“宠幸”(上)

BSEE修订《井控规定》 这个技术或再被“宠幸”(上)

本月15号,改编自墨西哥湾漏油事件的电影《深海浩劫》在国内院线上映,引起了石油从业者的强烈反响。灾难的重现,是怀念更是警示。时过一周,不少人依旧沉浸在电影所带来的震撼中;而时隔六年,石油人在谨记惨痛教训的同时,也在不断发展着石油科技,让灾难永远只封存于电影桥段中。

过去几十年,从旋转控制设备(RCD)使用数量的增长幅度来看,闭环及加压循环泥浆系统相关钻井技术正被广泛应用于陆地钻井作业。这些技术的有效性已经在陆上钻井中得到验证,因此,在海上钻井中将其加以推广应用就显得顺理成章又十分必要了。石油圈原创www.oilsns.com

闭环系统由钻柱止回阀、RCD和钻井节流阀组成,可将返出的泥浆导流至远离钻台的预定设备。闭环系统可以通过快速提高当量泥浆密度来控制溢流,具有诸多优点:控制较小的井涌量,减少井控造成的停工时间,确保钻井液密度梯度接近地层压力梯度而小于破裂压力梯度,减少漏失事故(漏失可能危及一级井控措施)。

目前,闭环钻井系统已成为美国和加拿大陆地钻井的标准作业设备,也是保险公司、联邦政府或市政府普遍要求使用的钻井系统。

2004年,作业公司开始将这些可以有效降低陆地钻井作业风险的设备用于海上钻井,根据设备所解决的具体钻井难题将其分类,并将其描述为控压钻井(MPD)的“变体”,这些分类包括:

  • 用于窄密度窗口的恒定井底压力钻井(CBHP);石油圈原创www.oilsns.com
  • 用于解决严重漏失地层的加压泥浆帽钻井(PMCD);
  • 用于深水压力枯竭地层的双梯度钻井(DGD);石油圈原创www.oilsns.com
  • 出于健康、安全和环境考虑的返出流体控制(RFC-HSE)。

本文将重点介绍RFC-HSE——适用于使用常规钻井液和井身结构的MPD变体。RFC-HSE MPD的设备配置与CBHP MPD类似,而前者的目的仅仅是通过使用闭环系统来提高一级井控的作用。

作业公司使用RFC-HSE闭环系统,有利于井涌-漏失的早期检测,识别井内流体流向,利用回压(SBP)抑制储层流体的溢流。该系统还可以进行动态地层完整性测试(FIT)和破裂压力试验(LOT),以明确井下条件。石油圈原创www.oilsns.com

技术背景石油圈原创www.oilsns.com

RFC-HSE MPD系统包括一个安装在陆地钻机BOP之上的RCD,将从井内返出的流体导流到预定设备。当用于海上作业中,该工艺进一步得到技术改进,不仅能够实时检测小量的井涌和漏失,还可以自动施加SBP以控制并最小化溢流量。HSE一直是各公司最重要的目标。为了保障作业安全,公司不得不使用昂贵的MPD设备,而RFC-HSE MPD依仗其拥有的诸多优势,可为运营商节约大量MPD设备成本。石油圈原创www.oilsns.com

RFC-HSE是唯一可用于采用常规钻井液设计作业的控压钻井版本:PMCD MPD通常采用密度较小的泥浆(例如海水)用于漏失严重的地层;DGD MPD需要人工举升系统(例如水下泥浆泵)或注入低比重泥浆,以避免在压力枯竭地层压力过平衡。

CBHP、PMCD和DGD均采用针对不同钻井目的的闭环系统,通常用于因技术或经济原因而导致常规方法不适用时的情形。RFC-HSE闭环系统则可减小将钻井液意外排放到环境中去的风险,同时提高常规作业期间人员的安全性。此外,RFC-HSE适用于一级井控非常关键的浅水和深水钻井作业。

从全球范围来看,RFC-HSE MPD的使用量一直在增加,主要源于海上钻井平台RCD设计能力的提升和早期井涌-漏失探测技术的进步,以及兼容MPD的经过改造或新建的平台数量的增长。

此外,由美国安全和环境执法局(BSEE)发布的新修订的《井控规定(Well Control Rule)》,也有意推荐使用RFC-HSE。修订后的《井控规定》,在谈到所需的安全钻井余量时,将“井下静态泥浆密度”替换为的“井下当量(等效)泥浆密度”,并解释称,将“静态”改为“当量(等效)”后,便可以利用地面测得的泥浆性能数据推算出井底泥浆的数据。

RFC-HSE MPD除了具有闭环系统的基本优点外,另一特点是,它能在发现溢流后,通过施加适量的SBP即可提高当量泥浆密度(EMW)。因此,RFC-HSE MPD有能力使钻井作业在取得更多进尺的同时,维持BSEE定义的安全钻井余量。石油圈原创www.oilsns.com

作者/Don Hannegan等   译者/白小明   编辑/Leia

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