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MPD进军墨西哥湾深水 控压钻井时代来临

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随着科技的不断进步,实际应用也在不断增加,现在这些钻井方法也已渐趋主流。

采用精细控压钻井(MPD)技术有助于开发商在钻井困难地区成功钻井,这些钻井困难地区包括西非和巴西的盐下层,现在正向墨西哥湾深水区域进军。

MPD技术就是通过仪器精确控制井底压力,来代替依靠钻井泥浆比重去控制压力的传统方法。马拉松石油公司最近利用MPD技术在美国墨西哥湾的Walker Ridge区内的所罗门群岛附近钻探了一口野猫井,这也是该项技术在这片深水海域的浮式钻井平台上的首次应用。

马拉松石油公司的一位女发言人称,这是MPD在墨西哥湾得到的首次认可并且首次在该地区与水下防喷器系统结合使用。另外,她还补充道,该公司早前就已经在其他区域将MPD技术与水下防喷器结合使用过。

据2015年SPE技术年会的结果可知,雪佛龙最近在墨西哥湾深水区域开展了初步试验,试验目的主要是对单梯度深海泥浆举升钻井(SMD)这一技术进行应用,且这项技术也是MPD技术的一种。

钻井工程师Sharifur Rahman向参会人员介绍:“这项技术能给如今的深水钻探带来极大的帮助。”

该项技术的支持者认为MPD技术在墨西哥湾深水区域的应用只是一个开始,他们认为这项技术具有安全、省时以及不会损害储层的优点,对开发商解决地质难题尤其有帮助,例如下第三系走向带或是其他高温、高压储层的地质难题。

威德福国际有限公司的安全钻井服务压力控制系统主任Brian Grayson已经在该公司为了这项技术的发展效力数十载,他表示:“这是行业的一大进步”。

“它将得到更多的认可,这是一个激动人心的时刻。”

MPD技术的由来可以追溯到欠平衡钻井,而欠平衡钻井技术是在20世纪90年代中期开始涌现的。

实现欠平衡钻井一般需要降低泥浆的比重,当返出液体中含有碳氢化合物时,需要向井下注入氮气和泡沫以维持井底压力。

这有助于保持井底压力,防止泥浆泄露到地层中,影响岩石孔隙度,避免对储层造成潜在的伤害。

MPD技术也曾在加拿大的陆上地区、美国落基山脉地区、中东和北美地区进行过应用。

MPD技术在北海海上钻井也有部分应用,但是由于其对加卸压装置的数量要求比较多,其在海上的应用也很受限。

我们需要促进MPD技术的发展,设计专门的设备,例如旋转导向工具和地面回压节流系统,使之为现有井控设备提供辅助作用。

Grayson说:“我们现在逐渐意识到,即使不单纯改变泥浆比重(以前的做法),我们也可以正常钻井。并且我们可以直接使用来自地面回压的泥浆,不需要再调整泥浆比重。”

像威德福这样的公司早在2000年初就已经将该技术进行了应用。

该方法最初需要进行人工操作,工程师需要在钻台上通过对讲机来指挥现场需要施加的压力大小。

Grayson回忆道:“我们需要一直看着井口的压力表,并进行相关计算,然后控制节流器的开关,以确保地表回压的正常。”
与众不同。威德福公司开始研发一个半自动系统,该系统中的节流器会不断震动,并且可以自动开关来维持压力。

Grayson说:“我们的生活每天都在向自动化转变,最近研发的这一系统可以自动确定井底压力,并知道如何进行地面操作才能维持井底压力。”

“这一系统现在可以自动地识别出泥浆漏失位置及漏失量,并对此做出应对措施。”

尽管墨西哥湾海上钻井采用MPD技术,但是该技术早期在海上的应用发展仍然比较缓慢。

由于其他技术都不起作用,这些公司最终开始尝试使用MPD技术。

Grayson回想道:“这是最后的一次努力,它使得我们能在不能钻探的地方成功进行钻井作业。”

这项技术尤其适用于孔隙压力和破裂压力之间窗口较窄的地层,在这些层段,储层具有较大的坍塌风险。

通常来说,要改变井底压力就需要改变泥浆比重,在井中循环比重较小的泥浆,而这一过程就可能导致压力的波动。

据Grayson所说,采用MPD技术的目的就在于维持井底压力,在井连通过程中,将井底压力变化控制在25磅/英寸以内。

他还说,在钻探各种难钻井时,这一技术具有“使钻井行业大不同”的能力。支持者们表示,MPD技术的有用性不仅体现在对付各类储层上,还表现在它的高效率和安全性上,因此,在钻探一些钻井困难的区块时会容易很多。有些公司还利用该技术进行动态监控。

新目标。巴西国家石油公司是MPD技术较早的使用者,尤其是其将该技术应用在了盐下层油藏的开发。

Upstream之前曾经报道过:在一些钻柱长度超过6000米的井中,在钻柱较大的重力作用下,泥浆漏失的风险会加大。

最近,巴西石油公司的高级工程师Emmanuel Franco在行业研讨会上说道:“我们现在钻到的井下深度是以前所达不到的。”

今年,巴西石油公司打算在其16套钻井设备上增加MPD设备。

虽然计划采用MPD技术的井数较少,但是今年公布的一项研究表明,MPD的市场预期总市值将由2014年的115亿增至2019年的169亿美元。

尽管支持者们声称该技术的利润足以高过的成本,但是油价长期低迷仍然使得该技术开发者的推广工作步履维艰。

其他开发商仍然愿意使用常规的钻井技术,即使是开发一些比较复杂的油气区块。

然而,负责控压钻井和欠平衡钻机技术的国际钻井承包商协会的管理者David Pavel说:在墨西哥湾的钻井作业需要更加小心,比如所罗门井。

此外,Pavel还有一个身份,即Welling & Company咨询公司的董事长,他补充道:“在开发行业中,MPD技术将越来越被行业所接受。”

“我对MPD技术的看法就是:它终将会成为主流技术。”

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