EC Drill在挪威北海油田的首次运用

摘 要：运用双梯度钻井技术可以有效避免常规钻井过程中所引起的一系列复杂情况，目前国内外对双梯度钻井技术在现场成功应用的介绍基本没有，本文通过介绍ECDRILL钻井技术（简单双梯度钻井技术）在挪威北海油田的首次成功运用，为以后我国现场应用和科研开发提供一点经验参考。

关键词：双梯度钻井；ECDRILL

为满足世界油气的增长，增大资源的接替量，随着深水油气钻探活动的增加，勘探者们发现常规的钻井技术已经不能满足对更深地质目标的钻探，于是提出了采用双梯度钻井技术来满足钻更深的、更复杂井的要求。

1 EC DRILL钻井技术和常规钻井技术对比

1.1 ECDRILL钻井和常规钻井概念介绍

常規钻井技术是指在整个井眼中（包括隔水管内）只有一个液柱压力梯度值，即整个井筒内包括隔水管内都被一种液柱压力梯度所填满，为单梯度钻井；而ECDRILL通过调节隔水管的液面，隔水管内可以不再被钻井液填满，而产生一段空隙，该空隙内就是空气，即从转盘内井口开始到隔水管内某深度无液体，为气液分界面，然后从分界面到井底为钻井液填充，即整个井筒内有2种压力梯度的存在，即为双梯度钻井。ECDRILL产生两种压力梯度也属于DGD钻井技术的一种。

1.2 ECDRILL的优点

ECDRILL时是以分界面为参考点，孔隙压力和破裂压力之间的区域也将变宽，钻井时的窗口也将会增大，能保持井底压力恒定的同时，更好的控制ECD。ECDRILL有几下优点：

①有效的保持井底压力恒定；②更换的控制ECD；③增加机械钻速；④增加隔水管余量；⑤减少下套管的层次；⑥减少非生产时间（减少漏失等）；⑦可以钻更深的井眼深度。

2 ECDRILL北海油田的现场应用

ECDRILL所用的北海油田区块开采时间已经很长，地层应力衰减也相对较快，孔隙压力与破裂压力的窗口也很窄，常规钻井容易引起井漏等复杂情况，故挪威国油使用此技术，成功完成了8-1/2井眼的钻进，井斜角90，水平位移接近4000米。

2.1前期准备

挪威国油对其项目进行技术论证和项目准备。对承钻的钻井平台而言，主要是完成隔水管的改造，隔水管的改造是对要使用的隔水管进行返出管线的增加，该管线如同其它几条隔水管上的管线一样，通过隔水管的连接而延伸至平台，而这条附加的管线的也使采用鹅颈管的形式最终连接至平台上，与阻流/压井连接方式相同。也需要对一条隔水管进行改造，使附加在该隔水管上的水下泵组能够从该隔水管内吸入液体。

2.2 现场应用

在使用常规钻井，钻穿10-3/4 尾管水泥塞，进入新地层时开始使用ECDRILL。ECDRILL可以通过TOPFILLPUMP以及SUBSEAPUMP调节排出流量，很容易实现从常规钻井到简单双梯度钻井ECDRILL的模式进行转换。

对于钻井过程中所可能产生的井控，挪威国油的基本原则是快速切换至常规钻井模式进行操作，并对使用此技术可能遇见的问题做了充分的风险分析与控制。以处理隔水管内气体为例。当气体的浓度达到20LEL时，提升隔水管内的液面。

处理隔水管内气体基本程序：

①通知ECDRILL操作人员和泥浆录井；②ECDRILL操作者与钻井泵房倒相关管线；③钻头提离井底，降低泵速（如有必要），打开增压管线，关闭TOP FILLPUMP，关闭转喷器；④ECDRILL操作者改变ECDRILL控制系统的设置参数，用于提高隔水管液面；⑤使用泥浆泵始终保持循环直至隔水管内以被液面所填满。此时注意当隔水管内被填满时的ECD不会超过地层破裂压力，注意隔水管内的压力；⑥当隔水管内的气体被排完时，停止泵入（放喷管线上安装有气体监测探头）；⑦改变ECDRILL系统中的参数，根据指令开始降低隔水管内的液面；⑧当隔水管内的液面降低到要求高度并稳定后，开始正常钻进。

钻进过程中接立柱，接完立柱后，开泵循环，回流管上的气体监测仪显示最大只有10%LEL，而此时安装在隔水管上部的气体监测探头以显示有超过20LEL。钻台与ECDRILL操作者配合迅速灌满隔水管，转换至常规钻井模式。

停止钻进，保持循环，观察上部隔水管气测值下降至正常后，钻台与ECDRILL操作者配合将隔水管内的液面降至作业者要求距离。后隔水管内液面穩定后继续保持ECDRILL钻井模式继续钻进。

此外，在接立柱这个过程中，利用ECDRILL可以监测到井内是否有漏失的发生，ECDRILL控制系统利用在U-TUBE效应下井内流体随SPM泵组返出到活动池体积进行监控，提前发现漏失或者溢流。

3 结论

Cosl Innovator成功使用ECDRILL完成了钻进工作，钻井过程中无漏失、无溢流等复杂情况的发生。简单双梯度钻井ECDRILL由于隔水管内的液面可以随时调节，进入常规钻井模式，使用该系统时对井控以及应急情况发生时能更好的应对。据悉后续挪威国油还将对ECDRILL进行更多的测试，包括将隔水管内完全替为海水钻进（DGD）等。

参考文献：

[1]卢春阳，狄敏燕，朱炳兰，张宗林.超深水海洋双梯度钻井技术.钻采工艺，2001，24（4）：25-26.

作者简介：

钟磊（1983- ），男，2007年毕业于西南石油大学石油工程专业，获学士学位，中级工程师。