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1、套管阀运输固定保护架,井下套管阀一体式技术服务工房,2008年推广应用情况统计,现场应用中达到的部分指标：,井下套管套管阀下深最大：781.8m（华北油田DP5井）井下工作周期最长：140天（新疆油田乌353井）下部技术套管最长：4048m(新疆油田新光1井)井下负压差最大：21MPa（新疆油田X7202井）开关次数最多：18次（新疆油田金龙1井）钻井进尺最大：1100m（新疆油田金龙1井）,井下套管阀技术的延伸开发,用于气井的螺纹气密封设计：,井下套管套管阀两端与带有气密封螺纹的套管短节利用梯形螺纹连接，并采用辅助非金属密封件实现气密封；利用带有气密封螺纹的套管短节与上下套管串直接连接，实现
2、整体的气密封。,可测阀底压力的型欠平衡钻井用井下控制阀,完成了井下耐高压传感器、传导通路及配套工具的结构设计，解决了井下压力信号测量和长距传输的技术难题；首次开展了井下控制阀阀底压力实时测传技术的研究与应用，并先后在新疆油田滴中1井、彩58井现场施工中得到成功验证。,已形成全过程欠平衡钻井配套装备技术；欠平衡钻井用井下套管阀已获24项专利；已被纳入中石油集团公司自主创新重要产品目录 ；将继续以优质的产品和技术为油田服务。,结论与认识,采用井下封井器技术实现了全过程的欠平衡钻井，可有效地保护和发现油气层，真正满足了油田勘探开发部门对油气储层科学、准确地识别和评价的工艺技术要求。井下封井器技术与使
3、用不压井强行起下钻设备相比大大节约了钻井作业时间，且井口操作更加简单、方便、安全，完全可以取代不压井强行起下钻设备。,井下封井器作为套管程序中的一个部件下入，当处于开启状态时，可以为钻头提供全井眼通道，且允许下入装有泥浆马达、扶正器和其它外形复杂的井底钻具组合通过，不会影响后续相关作业。 在钻井作业完成后，井下封井器还可进一步用于测井和完井作业。在欠平衡状态下，下入衬管、割缝筛管及其它生产管柱。,结论与认识,第四部分_SY/T6543.1-2008 欠平衡钻井（液相）技术规范,1、范围 2、术语和定义 3、液相欠平衡钻井条件 4、 欠平衡钻井工程设计依据和主要内容 5、井身结构的设计 6、,1
4、、范围,本部分规定了液相欠平衡钻井的设计原则、装备要求和工艺规程。本部分适用于液相欠平衡钻井，包括充气钻井液钻井。,欠平衡钻井技术规范S/YT6543-2008液相部分与SY/T 6543.12003、SY/T 6543.22003和SY/T 6543.32005相比，主要变化如下：修订的主要内容有：对术语和定义进行了修改（原标准的第1部分）；对欠平衡钻井设计依据及设计内容进行了修改（原标准的第1部分）；对 “欠平衡合理压差设计等”的相关内容进行了修改（原标准的第1部分）；对欠平衡钻井井口及地面装置的配备内容作了修改（原标准的第2部分）；新增加的内容有：液相欠平衡钻井的条件；泥浆帽钻井设计要点
5、；液相欠平衡钻井压井液密度和数量的确定原则；对欠平衡钻井施工工艺流程中的“欠压值井口压力控制”作了详细的描述；欠平衡钻井施工工艺的技术交底要求；欠平衡状态下起下钻作业流程。,2、术语和定义,欠平衡钻井 Underbalanced drilling使钻井流体施加在井底的压力小于地层孔隙压力，有效控制地层流体流入井筒，并对其进行处理的钻井方式。液相欠平衡钻井 Liquid underbalanced drilling 用液相流体所进行的欠平衡钻井。充气钻井液钻井 Aerated（Gasified）fluid drilling将气体注入钻井液，以钻井液和气体的混合物作为钻井循环介质进行的钻井。全过程
6、欠平衡钻井 Whole-process underbalanced drilling整个钻、测、完井作业过程中井底压力始终小于或等于地层孔隙压力的欠平衡钻井。泥浆帽钻井 Mudcap drilling井筒环空上部维持一定高度的密度及粘度高于钻井液的流体，钻井液通过钻具流经钻头进入地层实现边漏边钻的一种钻井方式。欠平衡压差 Underbalanced pressure differential 井底压力与井底地层孔隙压力之差值，也叫欠压值。,3、液相欠平衡钻井条件,地层压力系统进行欠平衡钻井设计时，裸眼井段宜选择压力单一地层，若是多个压力系统，各层压差值均不超过欠平衡钻井允许范围。地层稳定性应在
7、钻前进行井壁稳定性分析评价。H2S有毒气体自井内返出的气体，在未与大气接触之前所含H2S浓度等于或大于75mg/m3(50ppm)；或者自井内返出的气体，在其与大气接触的出口环境中H2S浓度大于30mg/m3(20ppm)应立即终止欠平衡钻井作业。地面装备条件在常规井控装备的基础上，应配备欠平衡钻井特殊装备，并符合第11章的规定。,4、欠平衡钻井工程设计依据和主要内容,设计依据油气藏类型，油气水层分布及性质，实施欠平衡钻井裸眼井段地质分层及岩性、理化特性和矿物组份，地层破裂压力、孔隙压力和坍塌压力剖面以及地表温度和地温梯度。本井上部井段地质和工程资料。估算地层流体产量的油藏工程数据。油藏工程数
8、据计算：邻井的钻井、测井及生产测试资料。设计内容对井身结构的要求，欠压值、钻井参数、钻具组合设计及钻井液类型选择。欠平衡钻井井口和地面设备选择及配套示意图。欠平衡钻井工艺流程，包括钻进、起下钻、测井、完井的操作步骤以及发生异常情况的处理措施。欠平衡钻井健康、安全与环保要求。,5、井身结构的设计,井身结构设计应考虑欠平衡钻井作业可能导致的井壁失稳问题及随钻产出地层流体对储层的伤害问题。技术套管应封隔可能的破碎带、易坍塌层及出水地层，并尽可能封至储层顶部。对欠平衡钻井条件的上层套管抗挤强度进行校核。,6、欠压值的设计,欠压值小于孔隙压力与地层坍塌压力之差值。欠压值应结合地面设备能力进行设计。根据储
9、层类型和岩性特点确定欠压值的大小，避免储层发生应力损害。根据地层产液（气）量确定欠压值的大小：地层压力较大，产液（气）量多，则欠压值尽可能小，反之欠压值适当放大；气油比高，则欠压值尽可能小，反之欠压值适当放大。,7、欠平衡钻井参数设计,纯液相欠平衡钻井最大套压值的设计不宜超过旋转防喷器（包括旋转控制头）动密封压力的50%。纯液相欠平衡钻井液密度，按公式（1）计算。更准确的宜采用多相流专用软件设计。转盘转速不宜超过旋转防喷器（包括旋转控制头）设备允许范围。泥浆帽钻井设计要点确定油气藏压力。确定环空“泥浆帽”流体密度。计算立管注入压力。计算钻杆注入排量，常规井满足携岩要求，使用动力钻具时应满足动力
10、钻具的正常工作要求。计算环空注入排量，始终保持套压低于设计值。,7、欠平衡钻井参数设计,充气钻井液钻井主要设计液体流量和气体流量、设计钻井液类型以及密度等相关钻井液性能参数，应满足如下要求： 充气钻井液当量循环密度小于地层压力当量钻井液密度；满足携岩要求；采用动力钻具时，钻头处的体积流量应满足动力钻具的工作要求。充气钻井处于静压控制区时，按如下公式确定气液比，更准确的宜采用多相流专用软件设计。充气钻井处于摩阻控制区时，使用多相流专用软件设计液体流量和气体流量。考虑到充气钻井井底压力控制的稳定性，建议在设备能力具备的前提下，应将充气钻井控制在摩阻控制区。,8、欠平衡钻井气、液相的选择,钻井流体的
11、液相选择液相欠平衡钻井可选择水基钻井液、油基钻井液等液相钻井液。液相钻井液应与储层岩性、流体具有良好的配伍性，满足油气层保护的要求。液相钻井液应具有良好的维护井壁稳定性能。钻井液粘度应利于地面油气分离，同时利于控制气体滑脱速度。充气钻井液的基浆宜与储层流体具有良好的配伍性和稳定井壁作用。应能使充入的气体均匀地包裹在液相中，并能对返出井口的流体进行气液分离。充气钻井流体的气相选择充气钻井的气相主要是空气和氮气。进入储层，充气钻井应使用氮气作气相。,9、液相欠平衡钻井压井液密度和数量的确定原则,加重材料探井、预探井、预测压力系数范围较大的井，储备加重材料30吨80吨。开发井储备加重材料不少于20吨
12、。压井液密度探井、预探井、预测压力系数范围较大的井，储备压井液密度以地质设计提供的最大压力系数为基准，密度附加0.20g/cm30.25g/cm3。开发井储备压井液密度按照0.15g/cm30.20g/cm3附加。实用压井液密度以实测地层压力为基准，油、水井附加0.05g/cm30.10g/cm3，气井附加0.07g/cm30.15g/cm3。,9、液相欠平衡钻井压井液密度和数量的确定原则,压井液数量后勤供应与井场距离小于100km, 运输路况较好，3h内可到达井场：探井、预探井、预测压力系数范围较大的井，压井液数量按照最大井筒容积的1.5倍储备。开发井压井液数量按照最大井筒容积的1倍储备。后
13、勤供应与井场距离大于100km，或距离小于100km但运输路况差，3h内不能到达井场：探井、预探井、预测压力系数范围较大的井，压井液数量按照最大井筒容积的2.0倍储备。开发井压井液数量按照最大井筒容积的1.5倍储备。压井液性能压井液应与地层岩性、流体具有良好的配伍性。,10、欠平衡钻井井口、地面设备、钻具和井口工具的配置,欠平衡钻井井口旋转控制头系统旋转控制头系统包括旋转控制头、监控箱、冷却/润滑站和压力测试管汇等。高压地层应使用高压力等级的旋转控制头，允许旋转控制头压力等级（静态工作压力）低于其下部环型防喷器压力等级。旋转控制头的通径大于钻井、完井作业管串及附件的最大外径，旋转控制头额定转速
14、不低于100r/min。旋转控制头的法兰形式、法兰尺寸，法兰用密封环垫及技术要求应符合SY/T 5127的规定。使用胶芯的尺寸应与所用钻杆及方钻杆尺寸匹配。在使用转盘钻时，需配备、安装方钻杆驱动器，其尺寸应与使用的方钻杆匹配。监控箱应能准确显示环空压力、气源压力和液压卡箍油压。旋转控制头应配备泄压、测压装置。,10、欠平衡钻井井口、地面设备、钻具和井口工具的配置,旋转防喷器系统旋转防喷器系统包括旋转防喷器、监控箱、液压/控制系统和压力测试管汇等。旋转防喷器压力等级的选用应符合11.1.1.1的规定。旋转防喷器的标称尺寸、额定转速应符合11.1.1.2的规定。旋转防喷器应配备液压控制系统。该系统
15、应能够保证旋转防喷器实现抱紧、卸压、设定抱紧压力值等功能，并且配备在主控制泵失效后仍能够有效控制旋转防喷器的应急系统。液压控制系统应具备对液压油加热、冷却的功能。监控箱应设置远程控制及数据显示装置，设置声光报警装置，能够远程监测环空压力和系统的工作情况，能够远程控制、操作系统工作，能够远程调节工作参数。旋转防喷器应配备泄压装置。在使用转盘钻时是否需使用方钻杆驱动器，应根据具体设备确定。,10、欠平衡钻井井口、地面设备、钻具和井口工具的配置,井口压力控制装置井口压力控制装置包括所配备的旋转控制头、旋转防喷器系统及SY/T 5964所规定的井口装置。井口压力控制装置的配备应符合SY/T 5964的
16、规定。井口压力控制装置的组合形式、压力等级和尺寸系列应符合SY/T 6426的规定。井架底座井架底座净空高应满足防喷器组合及欠平衡井口装置的安装空间要求。液动平板阀液动平板阀的压力级别不小于旋转防喷器的静压，通径不小于旋转防喷器的旁通孔通径。,10、欠平衡钻井井口、地面设备、钻具和井口工具的配置,井控管汇井控管汇的配备应符合SY/T 5964的规定。钻井四通至节流管汇之间应有一个液动平板阀，并能通过防喷器控制装置遥控。在压井管汇处应配置两个压井管线接口，一个接压井车，一个通过铠装防火软管（或钢管）接至钻井泵。欠平衡专用节流管汇应使用欠平衡钻井专用节流管汇并配备液动节流阀控制台。节流管汇应符合SY/T 5323的规定。节流管汇除配备相同级别的压力表，另配备读数精度为0.1MPa的小量程压力表。节流管汇应设置两通道或三通道节流线路，其中至少有一通道设置液控节流阀。液控节流阀应设置阀位开度指示器。节流阀的公称通径不小于65mm。,
