空气/泡沫钻井技术在伊朗19+2项目中的应用

GWDC伊朗19 2项目所承钻的TABNAK气田和SHANUL气田，其钻井难度是世界闻名的。钻井的主要难点是如何克服大井眼长井段低压裂缝性地层漏失、强水敏性泥页岩坍塌和高压盐水层。构造设计井深一般仅为3500m左右，为了封隔复杂地层，所下入的套管可多达5层，最大井眼直径为914．4mm，最大套管外径为762mm。为了解决钻井中遇到的难题，提高机械钻速，缩短钻井周期，使用了空气／泡沫钻井技术并取得成功，从此，空气／泡沫钻井成为顺利完成该项目钻井任务的重要手段，并在应用中日益成熟。文中介绍空气／泡沫钻井技术在TANBAK气田和SHANUL气田的应用情况。     

充气泡沫气体钻井工艺技术

对于油气藏和地层压力系数小于1的井，无论是钻井还是修井一般均采用充气、泡沫、气体等工艺技术措施，降低井内压力，达到保护油气层和解决井漏的目的，并在油气层井段采用柴油机尾气工艺技术完成防止井下燃爆的任务。通过多口井的试验和现场应用表明．充气泡沫气体钻井施工技术，可以开采产层压力系数为1．0～0．3的低压油气井和枯竭性油气井，增大了石油天然气的可开采范围，有效地保护了油气层，具有实用性和可操作性；该工艺技术对一些适合空气、泡沫钻井的井漏井，达到了常规钻井液钻井和堵漏技术无法达到的效果，缩短了钻井周期，降低了井漏复杂井的钻井综合成本。     

伊朗TABNAK气田低压裂缝性地层泡沫钻井液技术

伊朗TABNAK气田地层岩性以灰岩和白云岩为主，石膏夹层较多；碳酸盐岩地层裂缝发育，连通性好，漏失严重；海平面以上是干层，无孔隙压力，海平面以下至井深2450m是盐水层。长城钻井公司采用了空气—泡沫钻井流体，即：空气粉尘、雾化空气、稳定泡沫钻井液和硬胶泡沫钻井液。通过实验，优选出发泡体积大、稳定时间长、抗盐抗钙能力强和耐温性能好的发泡剂和稳定泡沫液及硬胶泡沫液配方。现场应用表明，空气—泡沫钻井流体密度低；钻速快，平均机械钻速是常规钻井液的3—5倍；携砂性好，井眼清洁；能顺利穿过严重漏失地层。其中，空气粉尘用于干层钻进，速度快，无钻井液材料消耗，但必须有足够的空气排量；雾化空气适用于出水量较小的水层，但需要的空气排量更大，而且对钻井腐蚀太严重；泡沫钻井液适用于低压干层和水层，需要的空气排量较小，钻速快，抗盐钙和携砂能力强。     

高压气井CX488井天然气欠平衡压力钻井技术

新场构造沙溪庙组地层压力梯度高达0．015～O．018MPa／m，采用微超平衡压力钻井，在高密度钻井液条件下钻进，不但机械钻速低，还不利于发现和保护油气层。为此，在制定了详尽的完井方案、带压起下钻技术措施、岩屑分离方案和相关的应急措施后，CX488井在钻进沙溪庙组产层段时试验应用了天然气欠平衡压力钻井技术。试验结果表明，在高压地层采用天然气钻井技术可以大幅提高钻井速度，该井平均机械钻速达11．46m／h，与邻井相比机械钻速提高1倍以上。该技术在高压气井CX488井的成功应用为在高压地层应用气体钻井技术积累了经验。     

可循环空气泡沫钻井技术在元坝10井的应用

针对川东北地区上部陆相地层砂岩、泥岩、页岩互层频繁,硬度大,研磨性强,常规钻井液钻井机械钻速低,而气体钻井由于地层出水无法顺利进行的技术难点,研发了适合该地区上部地层钻进的空气泡沫流体配方,研制了HX-350型环隙式机械消泡器,形成了可循环空气泡沫钻井技术。元坝10井Φ660.4 mm导眼段应用了可循环空气泡沫钻井技术,该井段的平均机械钻速为4.88 m/h,与邻井常规钻井液钻井井段相比,平均机械钻速提高了3倍;消泡器消泡效果显著,累计回收泡沫基液2230 m3,节约清水2230 m3,污水处理量减少2230 m3,并大大减少了发泡剂的消耗。应用结果表明,可循环空气泡沫钻井技术能有效解决大尺寸井眼的携岩问题,实现泡沫基液的循环利用,大幅度降低泡沫钻井成本,具有广阔的推广应用前景。      

铁山22井多种复杂同存情况下的钻井技术

铁山22井Ф244．5套管下至井深1154．42m，Ф215．9井眼段长超过3000m，压力系数为静水柱及以下，最低地层压力系数仅0．553。在同一裸眼中发现水层、气显示层和漏层同存，钻井难度较大，钻井至4224m发生产水、溢流、井漏、卡钻等复杂事故10次，通过认真分析井下情况、精细技术措施，顺利钻至井深4224m。     

调整井钻井综合配套技术在青海油田的实践与认识

花土沟、狮子沟和七个泉是青海油田油气开发的三个主力区块。这些区块地质条件复杂。浅部地层疏松．砾石层、断层、裂缝发育．地层倾角变化大．油气层分布浅、薄、散、多．地层压力系数低，仅06～0．8。钻井过程中易发生井斜、井漏、井塌、缩径、憋跳钻等复杂情况．完井固井时油、气、水层很容易对水泥浆造成污染，致使固井质量达不到要求。另外，这些区块所钻井大多为丛式井、定向井或小位移井。2001年我们在这些区块共完成22口井．通过实施调整井钻井综合配套技术，使完成的调整井平均机械钻速达到17．24m／h，比2000年（平均机械钻速11．20m／h）提高54％，其中七6-30井，6．54d完成了进尺1180m，机械钻速24．63m／h．创下了该区块最高记录。     

巨厚盐岩层大位移井钻井液技术

乌兹别克斯坦金戈什古里油田地层情况复杂，侏罗系地层含有巨厚盐岩层，盐层厚度为300～1800m，盐岩层斜井段长度大干1500m。施工井均为大位移定向井及水平井，主要的技术难点是定向及水平井难点和巨厚盐膏层钻井难点的结合形成的一系列技术问题。通过使用欠饱和盐水钻井液和饱和盐水钻井液技术，优化井身结构、钻具结构和钻井参数，18口井的施工，平均井径扩大率为8％，复杂、事故损失率小于0．5％，收到了良好的经济效益和社会效益。     

伊朗TABNAK区块的钻井与固井技术

伊朗TABNAK区块地层含泥页岩、盐水、石膏且层间压力系数变化大，钻井中常出现页岩垮塌、井漏、缩径等井下复杂情况，固井中易出现水泥浆返高不足、注替效率极低等。针对钻井及固井难题，采用先进的钻井工艺、合理的钻井介质，并结合优化钻具组合和钻头选型等钻井技术措施，成功地解决了钻进中遇到的严重井漏、缩径、井涌等复杂情况，实现了安全快速钻进。通过优化水泥浆体系，采用合理简便的固井工艺技术，成功地解决了大尺寸井眼、低压漏失井的固井难题，提高了固井质量优质率。所介绍的TABNAK区块采用的钻井和固井技术，对类似地层情况的其他区块钻井和固井工作具有一定的指导作用。     

控压钻井技术在川科1井的应用

川科1井是中石化南方勘探分公司在四川盆地川西孝泉构造部署的一口超深重点科学探索井,井深7540m,井身结构为四开制。在川西新场构造,该井首次将不同压力体系的须家河组地层放在同一裸眼井段钻进,须家河组上部地层须三、须四段为高压含气层,压力系数为2．0-2．02,下部须二段地层为新场构造主力产层,压力系数1．6-1．7,易漏、易喷,属于典型的狭窄钻井液密度窗口井。该井采用控压钻井工艺对须三、须四段适度欠压,有控制引流燃烧该段天然气,须二井段近平衡钻井,以防止井喷和井漏。实钻过程中,实时计算并控制井底压力,保持压差稳定及产出天然气在可控制范围内。文章介绍了控压钻井的工艺特点,施工过程及取得成果.     

宝北Ⅲ_2低渗透油藏合理压力保持水平研究

宝浪油田宝北区块Ⅲ2层系油层孔隙度12.8％,空气渗透率16.8×10-3μm2,地层原油饱和压力19．92MPa,地饱压差仅4．74MPa,气油比250m3／t,原油收缩率38．38％．开发过程中,地层压力保持水平合理与否直接关系到开发的成败．本文通过注来节点分析、油井脱气半径计算,认为：地层压力保持在90％时,在满足注采平衡的条件下,采油井井底流压18MPa,井口油压3．65MPa,注水井井底流压46．66MPa,井口注入压力241.6MPa,注采关系比较协调;油井脱气半径仅1．7m,油井产量不会因此而明显下降．因此,确定Ⅲ2层系合理压力保持水平为原始地层压力的90％。     

阿姆河右岸EHojg-21D钻井工艺技术探索

东霍贾古尔卢克气田EHojg-21D井是阿姆河右岸合同区块的第一口定向探井,该气田地层复杂,上部地层以泥岩为主,易垮塌造成卡钻事故;中部基末利阶盐膏层是高压盐水风险极高地层,地层压力系数达2.30;下部目的层碳酸盐岩存在裂缝和溶洞,钻井作业中可能发生井漏或井喷。该井面临着高钻井液密度条件下盐膏层内定向轨迹稳斜控制难、定向钻遇高压盐水的处理、储层井漏的堵漏压井、井漏与产气同层的井控控制等技术难题。通过EHojg-21D定向探井钻井工艺技术的现场实施,探索解决这些技术难题,为今后地质勘探和钻井工程实施钻定向探井提供参考。     

伊朗MIS油田高含硫裂缝性超低压油层钻井液技术

伊朗MIS油田属裂缝性碳酸盐岩圈闭型油气藏,油气层压力经过百年开采后,为衰竭性异常低压（（0．4±0．02）MPa／100m）,覆盖层上部含高压盐膏水层,而且圈闭气顶高含硫化氢、下部含边水。该油田水平井钻井液,需要满足上部防盐膏水层发生复杂及事故的要求,因此采用了聚磺饱和盐水钻井液;还需要保障异常低压定向井段的钻井安全以及防H2S污染的能力,因此在产层采用了具有防喷、防硫化氢功能的可循环无固相泡沫钻井液。可循环无固相泡沫钻井液既能满足MWD无线随钻信号传输要求,又可以利用泡沫的“气锁”和凝胶暂堵作用,达到即钻即漏即堵、稳定漏失液面的目的,同时避免了由大漏后引发的硫化氢泄漏风险,应用效果理想。该钻井液技术的成功应用为争后老油田异常超低压、漏失性灰岩地层的水平井钻井提供了参考依据。     

河坝1井复杂地层钻井完井技术

河坝1井是川东北地区的一口重点区域探井，完钻井深6130．00m。该井地质情况非常复杂，上部陆相地层高陡构造倾角大，坍塌严重；下部海相地层含多套压力系统，且存在含硫化氢的超高压天然气层、盐水层、盐膏层以及易漏失地层等，在钻井施工中出现多次井壁严重垮塌、井漏、喷漏同存、气侵，甚至出现卡钻等井下复杂情况和事故。深部井段由于钻井液密度高．钻井周期长，不但给钻井液的维护和处理带来了极大的困难．而且造成钻具、套管磨损严重。河坝1井采取了优选钻具组合、钻井参数、钻井液体系以及水泥浆体系等技术措施，并采用了系列钻井新工艺、新技术．历时1241．96d．钻至设计井深，发现了两个高压气层及数个含气层。详细介绍了该井钻井作业中存在的技术难点及采取的技术措施。     

泡沫钻井液研究及其应用

通过对泡沫钻井液的保护油层机理和其性能与温度、压力、时间及各种试剂的关系分析得知，泡沫钻井液对渗漏地层有良好的防漏、堵漏效果，具有较强的净化能力，尤其在大斜度井段和水平井段的钻井过程中，解决了沉积井眼下侧的岩屑床等问题。现场应用表明，泡沫钻井液适用于地层裂缝发育、漏失严重、低压以及超低压地层钻井，能满足地质录井要求，利于及时发现、保护油气层。泡沫钻井液性能稳定，具有静液柱压力低、润滑性和携岩性能好、滤失量小、摩阻小、抗污染和助排能力强以及对油层伤害小等优点，适用于压力系数较低地层的钻井。该体系能有效地降低事故的发生率，防止了井壁坍塌；满足了低压、低渗地层以及大斜度井段和水平井段的钻井要求。     

大庆钻探完钻松辽盆地最深井

2008年7月4日，大庆钻探钻井一公司70006钻井队仅用209天11小时成功完钻5520m的松辽盆地最深井——莺深2井，创出大庆油田钻井施工最深、超深井钻井速度最快的新纪录：莺深2井所处区块地层硬度高，地温梯度高，地层研磨性强，钻井难度大。施工中，70006钻井队在三开应用空气及钻井液欠平衡钻井技术，三开平均机械钻速达到1．67m／h，大大提高了施工效率。     

空气／泡沫钻井技术在高陡构造带凉东003—2井的应用

凉东003—2井是位于川东北高陡构造带的1口滚动勘探开发井。该井二开采用了空气／泡沫钻井技术，总进尺为767．50m，纯钻时为116h，平均机械钻速为6．62m／h，起到了加快钻井进度及防漏的作用。由于二开井眼较大，井较深，钻进中出水量大，为了满足携岩要求需较高压力，从而导致浅层地表岩石的裂缝、大鼠洞、方井、地表发生窜漏；并且由于地层产水量大，接单根时井底沉砂严重。介绍了该井在二开井段钻遇的井下复杂情况及其处理措施。     

伊朗TBK气田严重漏失与严重坍塌地层钻井液技术

TABNAK气田是伊朗南部位于波斯湾近海岸的一个出露背斜，地层岩性主要是碳酸盐岩和页岩。该气田地层裂缝发育，钻井过程中井漏和井塌问题非常严重，钻井作业十分困难。一开采用微泡沫钻井粗泡沫堵漏工艺；二开采用稳定泡沫钻井液；三开采聚磺钻井液；四开采硬胶泡沫钻井液；五开和六开采用随钻堵漏技术与低密度水包油钻井液相结合的方法。钻井过程中防漏堵漏效果好。现场应用表明，该套钻井液体系密度低，防漏，防塌效果好，抗盐，抗钙和携砂能力强，机械钻速快，钻井施工顺利，成本低，基本解决了TBK气田表层钻井和固井漏失问题，据TBK-2井，TBK-3井和TBK-6井完井统计，实际钻井液材料费用比预算分别降低了67.4%,81.0%和76.3%。     

江汉油田黄场区块泡沫酸化室内研究

江汉油田黄场区块油层渗透率差异系数大，储集层平均有效孔隙度为13．9％，属低孔低渗细喉型孔隙；地层原油饱和压力为4．33MPa，地层压力为27．55MPa，平均地层压力系数为0．75，地层温度为65℃；属典型的三低地层；属于中等偏强的水敏、中等偏强盐敏。通过试验优化出了适应本区块特点的新型泡沫酸体系，即：18％HCl＋20％SDS＋（1．1％～1．2％）HPAM＋（0．7％～0．8％）ADA＋（0．1％～0．3％）ATA。室内双岩心酸化效果评价试验结果表明：该泡沫酸对渗透率较小的岩心的渗透率提高倍数是用土酸时的9．3倍，这充分说明了该泡沫酸能够有效封堵相对较高渗透层，使酸液转向分流进入相对较低渗透层，达到全面酸化的目的。用该泡沫酸体系和土酸进行了室内岩心酸化分析，发现该泡沫酸明显优于土酸体系。     

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.