考虑温度和回压影响的控压钻井参数设计方法*

王江帅 李军 柳贡慧 杨宏伟 郝希宁 何玉发 周云健

(1.常州大学石油工程学院 2.中国石油大学(北京)石油工程学院3.中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院 4.中海油研究总院有限责任公司)

0 引 言

目前，我国乐东海域钻井面临着井筒高温高压和地层安全密度窗口窄的双重挑战[1-3]，钻井难度极大。控压钻井技术是解决窄安全密度窗口地层钻井难题的有效方法[4-7]，其可以精确控制井筒压力剖面，使之位于窄安全密度窗口内，从而有效避免因压力不平衡导致的溢流和漏失等井下复杂情况的发生。

钻井液密度和井口回压是控压钻井设计的两个关键参数。郭忠明[8]基于控压钻井工艺原理及井筒压力控制原则，给出了控压钻井井筒压力控制参数设计方法及调节方法。太金鱼[9]针对超高压地层开展了控压钻井参数优化设计及现场试验探究。韩福彬等[10]针对深井控压钻井建立了参数优化设计的多元规划函数，并开展了控压钻井参数设计研究。但上述设计原则存在以下不足：没有考虑井筒温度对井底压力的影响；停泵/循环条件下笼统地采用较宽的井口回压控制范围，没有对其进行合理优化。针对井筒高温高压和安全密度窗口窄的情况，如果采用以往的设计原则，会导致井底压力预测不准，从而影响控压钻井参数设计和最大设计井深。为此，笔者基于井筒水力学与传热学理论，充分考虑井筒温度和回压控制范围的影响，建立了钻井液密度和回压的设计方法，并基于此对乐东区块一口井进行了控压钻井参数优化设计，研究结果可为窄安全密度窗口地层应用控压钻井技术提供理论指导。……