百度文库- 让每个人平等地提升自我11 双梯度钻井技术1 双梯度钻井技术简介双梯度钻井（双密度钻井）方法(Dual Gradient Drilling) 是一种非传统钻井方法，它使用相对小直径的返回管线(RL)把钻井液和钻屑从海底循环到海面钻井船的泥浆系统。双梯度钻井技术是国外在60 年代提出的一项新技术，由于它能够解决一系列的深水钻井问题，例如，保持钻机稳定性、防止隔水管脱扣、地层孔隙压力与地层破裂压力窗口小，难于控制钻井液密度、 海底的不稳定性、 浅层水流、天然气水合物等，因此，20 世纪 90 年代，双梯度钻井技术在国外得到了快速发展，取得了一系列成果。（1）双梯度钻井的原理[30]双梯度钻井是一种控制压力钻井技术，该技术的主要思想是： 隔水管内充满海水 ( 或不使用隔水管 ) ，采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液；或在隔水管中注入低密度介质( 空心微球、 低密度流体、 气体 ) ，降低隔水管环空内返回流体的密度， 使之与海水相当， 在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系，有效控制井眼环空压力，克服深水钻井遇到的问题，实现安全、经济钻井。常规钻井在井眼环空中只有一个液柱梯度，即井底压力由水面到井底的钻井液柱压力来产生，井底压力表示为：TVDCDCDHp0098.0(3-1) 式中CDp——常规钻井井底压力，Mpa；TVDH——井总垂直深度，m；CD ——常规钻井液密度，g/cm3 。而 DGD 钻井液返回回路中将产生两个液柱梯度，从水面到海底为海水或与海水密度相近的混合流体， 而从海底到井底则为高密度的钻井液。井底压力表示为：WTVDDGDwwDGDHHHp0098.00098.0(3-2) 式中DGDp—— DGD 井底压力， Mpa；wH——水深， m；w ——海水密度， g/cm3；百度文库- 让每个人平等地提升自我22 DGD —— DGD 钻井液密度 g/cm3。图 3-1 所示为常规钻井和双梯度钻井钻井液静水压力曲线图。由于深水海底疏松的沉积和海水柱作用， 地层压力曲线和破裂压力曲线距离很近。常规钻井钻井液的静水压力曲线是从海面钻井船延伸的一条直线，该静水压力在很短的垂直距离上穿过钻井液密度窗口，所以很难将井眼环空压力维持在这两条曲线中间，容易发生井漏事故。因此，为了保证井身的质量，需要下多层套管柱。而采用DGD 方法可将海底环空压力降低至与周围海水压力相当，DGD 钻井液静水压力曲线是从海底延伸的一条直线， 直线的斜度大大减小， 因此孔隙压力和破裂压力之间的间隙就相对变宽， 有一个相对较大的...
