高温高压钻井技术.docx

第十一章高温高压钻井技术

高温高压井定义：预计或实测井底温度大于150°C和井底压力大于68.9兆帕（10000磅/英寸2）或地层孔隙压力梯度大于1.80克/厘米3的井，称为高温高压井。

当今世界油气钻井作业，由于勘探领域的扩大和向深层发展，钻高温高压井成为钻井作业中最突出的技术难题之一。特别是在海上钻井，高温高压所带来的安全问题更加重要，其风险更大，困难更多，并且要求作业务必万无一失。

实践证明，我国海上油气田同陆地油气田一样，不仅普遍存在着异常高压和高温高压的问题，而且同样具有分布范围广、变化范围大的特点。迄今在海上发现的高温高压气井，其温度和压力绝对值都非常高，压力梯度最高可达到或超过理论推算的上覆地层压力梯度（即2.31克/厘米3当量钻井液密度）；地温梯度达到4C/100米以上。异常高压不仅广泛分布在不同区域和不同地区，而且广泛分布在不同地层。从浅层到深层，从新生界到古生界都普遍存在着大小不等的异常高压。

尽管地下地质情况是复杂的，但是研究并掌握区域性地温分布和地层压力分布情况，弄清楚本地区产生异常高压和高温高压的成因，客观地正确认识并评价异常高压和高温高压存在的层位及大小，采取与之相适应的措施，对于安全钻井来说是至关重要的。

在实际钻井作业中，很可能出现一些特殊情况。例如某井在钻井设计时没有定义为高温高压井，而实际孔隙压力和井温增加比预料更快，在钻达总井深之前已符合上述高温高压条件，需适用全部高温高压特殊要求。因此，该井应重新定义为高温高压井，并采用高温高压钻井方式进行钻井。

本章主要以高温高压的典型条件，即异常高温高压天然气深探井和浮式钻井平台作为研究对象。其所增加的高温高压特殊要求，仅仅是对常规钻井作业要求的一个补充。对于其它如异常高压井、高温井，或用自升式钻井平台从事的高温高压气井作业，可以参考高温高压天然气深探井的共同性指导原则，不再单独重复叙述。

第一节高温高压钻井特点

高温高压钻井最显著的特点是以高温高压为标志。高温给钻井作业的最大影响是对钻井液性能和井下及井口设备、工具、仪器的密封件、软管等所造成的严重损害;高压则会给钻井作业在高强度设备、器材、工具、仪器仪表的配套和高密度钻井液的选用、配制及其维护方面带来更高的要求;在同一裸眼井段中同时存在梯度差值较大的高低压层的处理以及对井身结构选择的特殊需要，固井、取心、电测及测试作业难度增加等，都会带来一系列的问题。

高温高压钻井有别于常规钻井作业的主要特点

对钻井平台提出更高的整体要求。

必须使用适合高温高压的热稳定性能好的高密度优质钻井液。

选择合理的井身结构设计。

坚持平衡钻井，搞好压力监测及管理。

地层压力变化幅度大，容易引发地层压力敏感问题。

必须重视和处理好钻井作业中地层流体侵入井眼对钻井液性能和固井质量的影响。

实践证明，海上高温高压天然气深探井是钻井工程最艰难、最极端的条件，需要对作业中潜在的高度危险进行特殊考虑。如果考虑不周或处理不当，对于高温高压带来的极大困难，那怕是小小的疏忽或失误，都可能造成严重恶果。

作业中潜在的主要风险分析

1.喷漏卡井存的严重性。

无论喷漏卡井存于同一裸眼井段或同一地层，处理起来都是一大难题。在高温高压钻进过程中，喷漏卡并存于同一环境，可以说这是最危急的情况。如果稍不冷静，处理措施不当，便会使井下情况进一步恶化，最终演变成灾难性结果。当井涌发生时，常见的不妥当作法是先起钻，将钻具起到套管鞋内循环。这种作法的不当之处，一是无法得到准确的压井数据；二是增大压井难度，其所需的钻井液密度要比在井底压井时大，容易使井下情况变得更加复杂。正确的作法是，尽快关井求压，以便及时阻止钻井液体积增量继续加大，准确地取得压井有关数据。压井时，应力求一次压稳。对付喷漏复杂局面，应抓住主要矛盾，先治漏后治喷，将复杂局面转化为单一问题进行处理。如果喷漏卡并存，则应先堵漏，再解决喷，最后解卡。

气侵井涌与高泵速压井的危害。

任何时候发生井涌，首要的工作是循环出侵入井筒的地层流体。如果难以马上搞清楚侵入流体性质，则不管是油、是气还是水或是它们的混合物，都应将其视为气侵井涌来处理。在将侵入流体循环出井眼的过程中，必须特别注意保持正常的环空压力。正确的作法是只增加足以平衡地层压力的钻井波密度，保持正常循环，待控制住井涌之后，在调整钻井液性能时再考虑起下钻抽汲所需附加值应增加的钻井液密度。对待气侵井涌，在当高压气体从井底向井口移动过程中，应允许气体体积膨胀。不过，在对气涌进行循环压井时，环空所受的压力将会比平时大，如果循环泵速很高，则环空将要承受额外的循环压力，很容易造成地层破裂和井漏。所以，对气涌循环压井时，应通过阻流管汇适当控制回压，以慢泵速循环，压井才会成功。如果井口没