【摘要】:随着水深的增加,上覆岩层压力被海水水柱静水压力代替,岩石破裂压力随着水深的增加而减小,特别是在海底表层,破裂梯度几乎为零。地层破裂压力窗口窄,即地层孔隙压力和破裂压力的间隙很小,很难控制钻井液密度安全钻过地层。狭窄的孔隙压力和破裂压力梯度窗口是深水钻井的一大难点。为了克服这个难点,可采取以下措施:①多收集邻井资料,进行详细的地质勘探,准确预测地层孔隙压力和破裂压力。
一般来讲,特定深度岩石的破裂压力随着上覆岩层压力的增加而增大。随着水深的增加,上覆岩层压力被海水水柱静水压力代替,岩石破裂压力随着水深的增加而减小,特别是在海底表层,破裂梯度几乎为零。随着水深的增加,海底沉积物越厚,海底表层沉积物胶结性越差,这就导致大量的力学问题,使得发生井漏的概率非常高。
加上钻井液的影响、低温下钻井液的黏度变化等因素,使得地层难以形成有效的支撑,容易发生钻井液损失、井涌、卡钻、井眼垮塌、需要下多层套管等复杂情况。
地层破裂压力窗口窄,即地层孔隙压力和破裂压力的间隙很小,很难控制钻井液密度安全钻过地层。如果深水钻井所用的钻井液密度太小,钻井液柱压力小于地层孔隙压力,将导致地层流体侵入井眼,带来一系列的井控问题;如果钻井液密度太大,钻井液柱压力超过地层破裂压力,将导致地层压裂、坍塌,从而出现卡钻、井径扩大、钻井液漏失、洗井困难等问题,使钻井作业十分困难。20世纪90年代在国外发展起来的双梯度钻井技术,可较好地解决此类深水钻井复杂问题。
狭窄的孔隙压力和破裂压力梯度窗口是深水钻井的一大难点。为了克服这个难点,可采取以下措施:
①多收集邻井资料,进行详细的地质勘探,准确预测地层孔隙压力和破裂压力。(www.daowen.com)
②钻具组合中加装随钻压力测量装置之类的井底压力实时监测设备,对地层压力进行实时监测。
③尽可能使用合成基钻井液,预备足够的备用泥浆和堵漏泥浆。
④准备备用的套管层次,尽可能采用大井眼钻进,一旦未能钻达预定的井深,则增加备用的套管层次。
⑤固井作业尤其是表层套管的固井作业,要考虑浅水流、浅层气、水合物引起的地层疏松易垮塌等影响。
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