空气钻井过程中的钻井液转换

近几年来中国石化集团公司在川东北地区的油气勘探取得了重大突破，但该地区地层可钻性差，机械钻速低，钻井施工周期长，影响了该地区的勘探开发速度。为此，中国石化南方分公司在该地区上部陆相地层采用了空气钻井技术，机械钻速有了很大的提高，但在空气钻井结束时循环介质仍要由空气转换为钻井液，因此钻井液的转换非常关键，钻井液体系的选择、钻井液的配制、钻井液的性能至关重要。介绍了川东北地区上部地层的岩性特点．钻井液技术难点，针对空气钻井的特点选择了合适的钻井液体系，优化了钻井液配方，现场应用表明，所选择的钻井液体系能满足川东北地区空气钻井的后续施工。     

气体钻井集成技术在元坝地区陆相地层的应用

气体钻井技术是解决复杂地层井漏、水敏性坍塌、可钻性差、钻速慢、周期长等问题的重要手段。为此,从地质特征及钻井技术难点入手,分析了川东北元坝地区陆相地层气体钻井技术适应性,集成了泡沫钻井、空气钻井、空气锤钻井、干法固井、气液转换等气体钻井技术进行应用,形成了针对元坝地区上部陆相地层出水、井壁垮塌、易井斜等井下复杂问题的预防、监测和处理的钻井技术。气体钻井综合集成技术的推广应用,使深度在3 100 m以浅地层的钻井提速难题得到了较好的解决,应用井平均施工周期节约29.75 d,缩短36.52％,为川东北元坝地区陆相地层钻井的提速增效提供了重要技术保障。     

川东北泡沫钻井获得成功

2007年4月11日，氮气可循环泡沫钻井液技术在川东北分1井首次应用获得成功。滇黔桂钻井公司施工的分1井一开使用空气钻井，钻至井深110．34m后地层出水，导致无法继续实施空气钻井。通常情况下要改为常规钻井液钻进，而常规钻井液在该区上部地层钻速较慢。针对这一难题，     

空气钻井技术在普光D-1井的应用

为提高钻井速度，缩短钻井周期，加快普光气田开发进程。在普光D-1井的上部陆相地层的564．0～3002.0m井段进行了空气钻井试验。分析了普光气田进行空气钻井的可行性，详细介绍了普光D-1井空气钻井的施工情况，并对空气钻井的效果进行了评价。普光D-1井空气钻井试验结果表明，普光气田在上部陆相地层采用空气钻井可以提高钻井速度，缩短钻井周期，达到加快开发进程的预期目的。     

川东北复杂地层气体钻井井壁稳定特征研究

川东北地区的上部陆相地层具有岩石致密坚硬、地层可钻性差、高陡构造应力关系复杂等地质特点,
采用常规钻井面临钻速低、周期长、经济效益差等难题。近些年来,在该地区上部陆相地层开始尝试采用空气钻井
技术,钻井速度得到大幅提高,在一定程度上解决了上述难题,但在气体钻井施工中,又出现了井壁稳定问题,成为
本地区推广气体钻井提速的瓶颈。研究了川东北地区空气钻井壁失稳机理,建立了井壁稳定预测方法,并对川东
北地区空气钻井井壁稳定性实钻案例进行了分析,表明预测方法与实际情况吻合,本研究结果对该地区开展气体
钻井适应性评价具有指导作用。     

空气泡沫钻井技术在川东北QX-2的应用

川东北上部陆相地层为高陡构造,砂、泥、页岩互层频繁,硬度大,研磨性强,须家河组石英砂岩硬度达8级,可钻性差,漏层多,中下部地层破碎,井眼稳定性差,钻井中时常发生井漏,井漏后往往诱发井塌,并且漏失井段长,极易造成井下复杂,处理难度大。空气钻井作为陆相地层提速有效手段已得到认可。然而,空气钻井钻遇严重出水地层后,井底岩屑无法顺利返出,导致空气钻井无法实施。空气泡沫钻井技术为大幅度提高川东北上部地层机械钻速提供了有效的钻探手段,进一步拓宽了技术服务领域。空气泡沫钻井技术在川东北QX-2井的成功应用,不仅大大提高了机械钻速,缩短了陆相地层的钻井周期,有效解决了该工区"硬"、"斜"、"漏"三大技术难题,并且有效的避免了井下燃爆,为欠平衡钻井技术广泛应用拓展了新的空间。     

分1井大井眼空气可循环泡沫钻井液技术

针对川东北地区上部地层砂泥岩互层频繁、硬度大、研磨性强、可钻性差,用常规钻井液机械钻速较幔,而园地层出水也无法顺利实施空气钻井的问题,研究了适合该地区上部地层钻进的空气可循环泡沫钻井液配方,并在分1井进行了应用.空气可循环泡沫钻井液钻进井段为103～938.5 m,平均机械钻速为4.48 m/h,其中429～840 m泥岩(夹砂岩)段平均钻速达5.83 m/h,比同条件下使用常规钻井痕的机械钻速提高4倍多;钻进中控制空气排量为80～120 m3/min,液体流量为3～7 L/s,满足了测斜、起下钻等作业的顺利进行,同时也保证了泡沫钻井顺利地转化为常规钻井.应用结果表明,该技术较好地解决了上部大井眼地层钻速慢及地层出水问题.     

川东北气液转换技术探索

近年来,空气钻井技术在川东北地区得到了广泛的应用,资料数据显示,空气钻确实大大的提高了钻井机械钻速,钻井周期也相应的缩短了很多,钻井成本不断降低。但是,川东北的地层变化大,不可预测性因素多, 空气钻井过程中面临的第一个难题便是出水问题,目前现场多数都采取空气钻转换为泡沫钻井、常规钻井液钻井方式。空气钻井面临的第二个难题是空气钻后,转换钻井液过程中,很多井都出现了不同程度的下钻遇阻、井壁垮塌等问题,划眼、处理钻井液等耗费了大量的人力物力。文中通过７口典型空气钻井来分析符合川东北地层的气液转换方法,举一反三,希望对该地区的气液转换有一定的借鉴作用。     

空气钻井技术在滴北1井的试验与应用

新疆准噶尔盆地陆东地区的深探井，由于下部石炭系地层可钻性差，机械钻速低，钻井周期长，严重制约了陆东地区的天然气勘探开发进程，如何提高钻井速度一直是陆东地区钻井工作的一个难题。在滴北1 井的钻井过程中，为提高三开井段机械钻速，加快该区的勘探步伐，在三开井段实施了空气钻井，空气钻进井段3365～3924.56m，进尺559.56m，平均机械钻速～3924.56 m，559.56 m，5.26 m/h，是常规钻井机械钻速的5倍，节约钻井工期25 d。空气钻井在该井的成功实施，提高了机械钻速，降低了钻井周期，节约了钻井成本，同时也探索了深部石炭系提速工艺，为新疆油田推广应用空气钻井技术积累了经验。     

川东北地区探井快速钻井技术

川东北地区探井钻井过程常遇到"漏、斜、卡、塌、喷"等井下复杂情况或事故,造成机械钻速慢,严重影响了勘探开发进度和效益,为此,试验应用了一系列提高该地区探井钻速的钻井新技术,包括气体钻井技术、垂直钻井技术和复合钻井技术.现场应用结果表明:在上部陆相地层,气体钻井井段的平均机械钻速达到5.66~7.06m/h,垂直钻井井段的平均机械钻速1.97 m/h;在下部海相地层,复合钻井井段的平均机械钻速2.32 m/h.通过应用上述新技术,较好地实现了钻井提速的目标,为川东北地区勘探任务的如期完成提供了技术保障,逐步形成了适应该地区地质特点的探井快速钻井技术配套体系.     

新疆油田艾克1井四开氮气钻井技术

氮气钻井作为特殊的欠平衡钻井方式,能够在钻速低、井壁稳定性较好的地层取得理想的提速效果。本文通过分析新疆油田艾克1井四开段风城组地层的复杂特性和钻井难点预测,从氮气钻井可行性分析入手,建立四开段氮气钻井技术方案,结合新疆油田艾克1井四开段氮气钻井实践结果,分析该区今后采用氮气钻井方式提速需要注意和考虑的关键技术措施。     

LG地区氮气钻井实践与认识

在LG地区高研磨性含气层段的须家河组实施氮气钻井是提高机械钻速,保护油气层,有效避免燃爆事故的发生, 促进该地区勘探开发进程的关键。为此,在多口氮气钻井实践的基础上,总结了在该层段运用氮气钻井时的设备配套、施工技术难点与处理对策：①在钻井过程中要控制钻时钻进（大于5 min/m）,防止沉砂卡钻;②出现挂卡严重时,控制上提钻具吨位活动钻具,保持循环,待环空循环通道畅通后再调整钻具活动范围,直至解卡。上三叠统须家河组氮气钻井的成功实施,表明氮气钻井提高了机械钻速,也解决了含气层段空气钻井的燃爆问题。     

空气钻井技术及其应用

介绍空气钻井的主要设备、工艺流程、作业方法、注意事项及安全技术措施，对空气钻井施工设计、现场作业具有很好的实用性和指导意义。在川渝地区3口严重漏失井上应用空气钻井719．48m，平均机械钻速7．92m/h，平均钻井效率59．96m／d，与常规钻井、堵漏的方法相比，钻井效率提高8．6倍，对治理严重井漏见到明显效果，取得很好的技术经济效益。     

元坝区块超深井钻井提速关键技术应用

元坝超深井提速受大尺寸井眼长、致密性硬地层多、同一裸眼井段压力体系多且差异大、深层地层高温、高压、高含硫等因素制约,机械钻速提高困难,钻井周期长。为此,对空气钻、个性化PDC钻头选型及井下工具、预弯曲钻具组合、钻井液体系等方面进行优化,形成了一套元坝区块超深井提速模板。现场应用表明,元坝701井通过空气钻和个性化PDC钻头实现陆相地层提速,在须家河组地层最高机械钻速达2.02 m/h。在易斜地层使用小度数螺杆的预弯曲钻具组合,相比常规钻具组合能更好释放钻压,在防斜和提速方面达到平衡。     

空气欠平衡钻井技术在徐深21井的应用

为了达到保护储层、提高钻井速度和加快徐家围子地区天然气勘探步伐的目的,大庆油田结合徐深21井的具体岩层特征,在2550~2918m井段实施了空气欠平衡钻井技术。由于钻进过程中底层出水,转用充气欠平衡钻井。该井空气欠平衡钻进井段进尺367m,机械钻速12.71m/h,相当于常规钻速6.5倍,充气钻井进尺83m,纯钻20.4h,平均机械钻速4.07m/h,该井段节约钻井时间13.93d,达到了提高钻速的目的,取得了较好的效果。为大庆油田和其他油田提供了宝贵的经验,从设备、技术以及钻井参数方面,对以后的空气钻井提供参考,有利于进一步推进欠平衡钻井技术的应用。     

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贵州赤水地区碳酸盐岩裂缝性气藏存在裂缝发育，断层多，纵向产气层达十多个，各个产层裂缝发育不均一，岩性横向变化大，每个产层又形成互不连通的裂缝系统，构成多个压力系统；钻井使用的钻井液密度高，地层压力异常和漏喷并存等主要特点，致使钻井速度慢，钻井周期长。为此，通过研究分析，找出了影响钻井速度的５个主要因素，采用喷射钻井配套技术和平衡压力钻井技术相结合的方法是提高赤水地区天然气井钻井速度，缩短钻井周期的有效技术。通过旺１３井的实践表明，与近几年来同类井比较，机械钻速提高１６％，全井钻井周期缩短２８％，纯钻时间提高３２２１％，井深３４２５ｍ，最大井斜仅３９°，取得了显著的技术经济效益。同时，提出了今后提高赤水地区钻井速度，缩短钻井周期的主攻方向。     

元坝地区陆相地层钻井提速配套技术

四川盆地元坝气田天然气资源丰富,是中国石化的重点勘探开发区块,但钻速慢、钻井周期长是该区深井-超深井所面临的共同难题,该区域陆相侏罗系沙溪庙组-三叠系须家河组地层岩石致密、硬度高、可钻性差,此井段钻井周期约200 d,占全井钻井周期的45%,严重制约了钻井提速提效。为此,开展了扭力冲击器配合PDC钻头、涡轮配合孕镶金刚石钻头、气体钻井等新技术应用试验,在试验效果的技术经济分析基础上,提出了延长气体钻井应用井段和深度的方案;对于不宜开展气体钻井的钻井液井段,如侏罗系自流井组中上部以浅地层或钻井液密度较低的地层推荐采用扭力冲击器提速,自流井组中下部-须家河组地层推荐应用涡轮钻具提速的方案。YB27-1H等11口井第三次开钻的Φ314.1 mm井段平均进尺1 885.29 m,钻井周期缩短到166.18 d,较前期平均值缩短34 d。采用上述配套技术后,无论是钻井周期、日进尺均优于前期施工井,陆相地层提速提效取得了显著效果。     

空气钻井安全钻进特性分析

空气钻井技术被钻井界认为是提高钻井速度、缩短钻井周期的一项实用性技术。与常规钻井液钻井技术相比,空气钻井在提高机械钻速、避免地层伤害、避免地层漏失方面具有明显优势,在控制地层压力、地层流体流入能力等方面存在不足。总结出了影响空气钻井安全钻进的“十大”因素,即井眼清洁、地层出水、井眼稳定、井下着火和爆炸、井斜控制、井控问题、气侵早期监测、钻具的腐蚀及冲蚀、钻具断裂和钻井液转换,并对上述因素进行了详细的分析。普光气田空气钻井实践证明了空气钻井技术的优势,但同时也暴露出一些问题。只有全面理解和掌握了空气钻井技术,才能充分发挥其优势和潜力,加快普光气田及周边区块的勘探开发步伐。