利用空气钻井技术提高钻井速度研究

采用空气钻井技术提高钻井机械钻速非常有效，钻速是常规钻井机械的数倍。但空气钻井技术较常规钻井技术更为复杂，从装备、井口到钻具组合都有其特点。当地层压力系数小于1时，常规钻井液钻井必然发生井漏，易造成井下工程事故。利用空气充气钻井技术对付地层既出水又发生恶性井漏的井，在川渝地区的钻井作业中，尚属一种全新的工艺技术。通过威寒1井的空气充气钻井实践，解决了因井漏而引起的井下系列复杂问题，大大缩短了复杂井段的钻井作业周期，同时也降低了钻井作业综合成本。     

四川油气田气体钻井技术

四川油气田地质情况复杂，长段井漏、恶性井漏时常发生，使得钻井工作的难度大大增加。在四川发展起来的空气泡沫钻井技术和纯空气钻井技术，已成为解决井漏（特别是恶性井漏）最有效的方法之一；四川有很大一部分地区的产层属低渗低压油气藏，采用常规钻井液钻井，容易造成不可逆转的储层伤害，甚至难以发现地下油气资源。为了解决这一难题，在四川研究并发展了欠平衡钻井技术，其中包括天然气钻井、尾气钻井、氮气钻井等技术。特别是近年来，气体钻井的优势在川渝地区的钻井中显现得越来越明显，也越来越受到高度关注。为此，回顾了四川气体钻井技术发展历程，阐述了纯空气钻井、泡沫钻井、氮气和天然气钻井、柴油机尾气钻井、充气钻井和雾化钻井等气体钻井技术在四川的应用现状，分析了四川气体钻井技术发展中遇到的气体钻井井斜、地层出水、钻具失效以及井壁垮塌等问题,以期进一步充分发挥出气体钻井的优势。     

空气钻井在BZ24井的应用

塔里木盆地库车山前构造带砾石沉积厚,可钻性差,研磨性强,钻头消耗多,钻井提速困难,通过应用连续循环空气钻井,机械钻速显著提高,并快速通过恶性井漏复杂层段,显著缩短钻井周期。因此BZ24井在井段3 272～4 509 m进行连续循环空气钻井,进尺1 237 m,平均机械钻速6.22 m/h,仅消耗牙轮钻头2只,并首次应用“?279.4 mm双扶钟摆钻具组合”进行空气钻井,最大井斜4.02°,平均井斜1.71°,同比钻井液钻井节约时间22.3 d,为塔里木油田博孜区块巨厚砾石层的空气钻井的应用提供技术支撑,并对BZ24井空气钻井进行生产成本评估,节约钻井成本达千万元,经济效益显著。     

空气钻井技术在龙8井的应用

在川渝地区上部地层钻井作业中,常钻遇长段低压漏失带或破碎性地层引起严重井漏,由于漏失层段多、井段长、漏层连续不断且没有特定的漏层位置,采用常规钻井液钻进时,往往是“有进无出”,给钻井工程造成巨大损失。对于这类严重井漏,采用单一的常规钻井及堵漏的方法难以从根本解决问题;该地区地层坚硬,机械钻速低。根据该地区的地层特点而在龙8井实施空气钻井的应用技术及取得的经验,为今后在类似地区实施空气钻井提供技术参考。     

空气钻井技术在老君1井的应用

为提高川东北地区的钻井速度．加快川东北地区的勘探进程．在该地区老君山构造的老君1井的钻井过程中．选择上部陆相地层进行了空气钻井技术试验并取得了成功，用时21d安全钻进2491，70m，机械钻速达到11．27m/h．较常规钻井提高了10倍．为以后该地区钻井提供了新的技术选择。从井壁稳定性、地层压力和地层产出物三个方面分析了老君1井在上部地层进行空气钻井的可行性，介绍了该井空气钻井的流程、设备和详细的实施过程．分析了空气钻井过程中存在的问题及该地区今后空气钻井急需解决的问题。     

空气钻井井斜控制技术的探讨

空气钻井在提高机械钻速、缩短钻井周期、降低钻井成本、发现保护气田和提高产能有着重大贡献。但在井斜控制方面的研究还很欠缺。文中介绍了目前空气钻井在井斜控制上的一些措施,尤其重点阐述了空气锤和空气螺杆钻井技术。空气锤技术在四川地区现场试验中,取得了显著效果,防斜成功率在95％以上,是目前最有效最可行的防斜打快技术。空气螺杆技术较空气锤技术不成熟,效果不明显,还要不断研究和摸索。     

空气钻井井斜问题与地层倾角的规律探讨

由于可以有效的保护储层、防止井漏和大幅度提高钻井速度等优点使得空气钻井得到迅速发展,然而在一些地层的钻进过程中,使用空气钻井时出现了在钻井液钻井时不会出现的井斜问题。针对这一问题,采用弹塑性有限元法建立了空气钻井和钻井液钻井中井筒在不同地层倾角情况下的高度非线性力学分析模型,重点从岩石力学的角度分析和探讨了空气钻井中井筒岩石的应力分布、破岩趋势以及井斜与地层倾角的变化关系,得到了空气钻井的井斜规律;同时与钻井液钻井进行了比较,证明了空气钻井比钻井液钻井更易发生井斜的观点。     

浅谈川东北地区堵漏技术

川东北地区钻井井漏发生频繁、损失大,同时由于构造分布地域广,地质情况复杂,造成井漏发生的多样性.随着重点勘探区域的转向,井漏复杂程度增加,治理难度加大.在分析川东北地区井漏治理方案及治理技术难点后,提出造成严重影响钻井的井漏主要是大裂缝或溶洞恶性井漏和长段低压恶性井漏两大类.要解决这类井漏问题,除常规的桥浆堵漏、水泥浆堵漏和清水强钻外.还必须发展凝胶堵漏、气体钻井治漏及微泡沫钻井治漏等多种综合技术,以降低井漏损失,提高钻井效率.     

空气钻井技术在大邑1井中的应用

川西地区深探井,由于井眼尺寸大,地层复杂,平均机械钻速极低,不仅钻井周期长而且极易发生断钻具等井下复杂事故,严重制约了川西地区的天然气勘探开发进程。如何提高钻井速度一直是川西地区深探井钻井工作的一个难题,为了解决这一难题,提高机械钻速,缩短钻井周期,使用了空气钻井技术并取得成功。文中介绍空气钻井技术在大邑1井的应用情况。     

������ĭ�꾮�����ں���1����Ӧ��

对于井漏的解决办法通常是先堵漏再恢复钻井作业，对堵漏无效的井则采用清水强钻等技术措施。核桃1井Φ444.5 mm井眼井段发生井漏, 通过多次堵漏无效果，又不具备清水强钻的条件, 该井位于半山腰,钻井过程中漏失的部分钻井液从钻机基础下方流出,严重影响了钻机的安全，通过采用空气/空气泡沫钻井工艺技术，解决了该井出现的各种复杂难题，快速安全成功钻达固井井深，取得了Φ444.5 mm井眼段纯空气钻井经验和地层出水时的空气泡沫钻井经验,同时对纯空气/空气泡沫钻井的钻头使用情况有了了解,并掌握了空气钻井设备的配套和使用，现场配制的泡沫基液性能满足了空气泡沫钻井的要求。采用空气钻井技术后缩短了复杂井段的钻井作业周期，大大提高了钻井机械钻速，降低了钻井作业综合成本，提高了经济效益，对于发生恶性井漏的井，采用空气钻井工艺技术是一个非常好的方法。     

四川油气田气体钻井技术及应用效果

针对钻速慢、 井漏复杂、 储层易伤害的难题, 近年来研究并试验了气体钻井技术, 形成了干气体、 雾化、 泡沫、 充气钻井四项主体技术, 以及气体钻井地层适应性评价、 气体钻井优化设计、 井下流体监测和控制、 空气锤钻井、 气体钻井后介质转换、 气体钻井取心、 气体钻水平井、 干井筒下套管固井八项配套技术, 初步实现了气体钻井装备和工具的国产化, 干气体钻井成熟并推广应用。２ ０ ０ ８年以来在川渝等地区开展规模化应用 １ ９ ２井 ２ ９ ６井次, 平均机械钻速１ １  ８ ５ｍ／ ｈ , 为相同条件下钻井液钻井的３～ １ ３倍, 在及时发现和保护油气层、 加快勘探开发进程和解决工程复杂等方面取得显著成果。     

三塘湖油田优快钻井技术的研究与应用

三塘湖西峡沟油田在2008开始进行了浅层优快钻井技术的探索研究和实践,通过对区块地质构造及目的层位的了解研究,优选个性化钻头,优化钻具组合、钻进参数,根据地质特性合理调整钻井液性能,既保护了储层不受伤害又杜绝了井下工程事故。并针对西峡沟储层低压的油藏特性,进行水泥浆性能的优化、固井工艺优化等措施。同时,根据理论研究进行浅钻井技术的现场应用,大幅提高了机械钻速,缩短了钻井周期,取得了良好的经济效益和社会效益。     

氮气欠平衡钻井技术在定向深探井中的应用

川西3000 m以深井段普遍存在机械钻速慢、储层保护技术单一等问题,常规欠平衡钻井均不能很好地解决以上问题。为了更好地保护和发现油气藏,提高深井勘探成功率,西南分公司引进了氮气钻井技术,通过大量地质工程论证,在DY1井四开4652.26~4775.56 m产层段进行了氮气欠平衡钻井技术应用试验。试验表明,在深井段采用氮气钻井技术可大幅度提高钻井速度,该层段平均机械钻速达8.36 m/h,与邻井相比提高8~9倍,在提高钻速的同时还直观有效地发现了一个裂缝性气层。该技术在深探井中的成功应用加快了气体钻井技术向深层推广的步伐,对同类地区的钻井具有较高借鉴意义。     

提高川东北及普光气田钻井速度配套技术

川东北及普光气田面临喷、漏、塌、卡、斜、硬、毒等七种“世界级”钻井难题。如何实现安全、优质、高效、快速钻井从而加快川东北及普光气田勘探开发进程是钻井工程面临的一个难题。试验、推广应用了气体钻井、垂直钻井、复合钻井等新技术新工艺，并不断在实践中完善总结，形成了一套适合普光气田及川东北地质特点的钻井综合配套技术，大幅度的加快了川东北勘探及普光气田开发步伐，实现了预期的目标。普光气田开发井钻井周期由探井阶段的约10个月降到约7个月，缩短了31．82％，机械钻速由探井阶段的1．70m／h提高到3．26m／h，提高了91．76％。气体钻井、复合钻井已经成为提速川东北及普光气田勘探开发的核心技术，值得进一步推广应用。     

水平井地质导向技术在四川威远204井区页岩气开发中的应用

四川威远204井区龙马溪组地层底部发育一套富含烃类气体页岩,为了提高水平井优质页岩钻遇率和页岩气产量,在威远204井区共实施了4口水平井地质随钻导向钻井技术,根据随钻GR值的变化调整轨迹纵向位置,保证钻头在设计地质层位钻进,优质页岩钻遇率达95.11%,节约了钻井成本,单井初期日产气达22.6×104 m3,达到了预期效果。     

致密砂岩气藏水平井多学科综合导向新技术——以鄂尔多斯盆地为例

鄂尔多斯盆地上古生界致密砂岩气藏的储层主要表现为近南北方向条带状展布,河道分叉、交汇频繁,单砂体接触方式以侧向加积形成的多层式接触为主,河流交汇处砂体具有近东西向横卧分布的特征,给水平井地质导向带来了很大的难度。为了提高水平井储层钻遇率,系统分析了水平井地质导向现状和储层沉积特征,利用三维地质建模与三维地震对储层空间展布进行预测,同时结合对已钻水平井砂体空间展布的认识,不断完善和丰富水平井地质导向技术与方法,形成了"小层精细对比入靶、地质小尺度、地震大方向"的多学科思维深度融合的综合导向新技术,并进行了现场应用。研究结果表明:①沉积模型导向可在入靶过程中精确制导,提高一次入靶成功率,是斜井段入靶导向的主要方法 ;②地质建模导向可指导水平井钻进,但与地下真实地质体存在着一定的误差,可作为水平段辅助导向方法 ;③三维地震导向可区分复合河道界限和判断优势砂体空间相对位置,对水平段导向有很好的预判和指导性,是水平段导向的主要方法 ;④新方法在致密砂岩气示范区应用于水平井62口,实现平均水平段长1 430 m、平均砂岩钻遇率86.2%、平均气层钻遇率70.2%,水平井气层钻遇率提高了10%以上。     

涪陵页岩气田钻井关键技术

涪陵地区地质条件复杂,导致钻井机械钻速及钻井周期差别大、井下复杂情况时有发生。为了实现优质快速钻井,中国石化发展了适合涪陵页岩气田地质特点的系列钻井关键技术,通过攻关研究与现场实践,先后形成了涪陵页岩气钻井工程优化设计技术、浅层直井段快速钻井技术、二开定向井段快速钻井技术、丛式水平井三维井眼轨迹控制技术、适应于涪陵页岩地层长水平段钻进的油基钻井液技术、页岩气储层长水平段油基钻井液水平井固井技术、复杂山地条件"井工厂"钻井技术等,基本形成了适用于涪陵页岩气田的钻井工程技术体系。与此同时,在钻井中又出现一些新问题,为此提出了涪陵页岩气田钻井技术的发展建议,以期为国内类似页岩气区块的钻井提速降本提供借鉴。      

苏里格气田大位移水平井钻井液技术

苏里格气田安定组、直罗组、石千峰组和石盒子组泥岩地层易发生严重井壁垮塌,且因水平位移大、水平段长、井眼小易导致井眼清洁与润滑问题。针对苏里格气田的地质构造、岩层特性和水平井的井身结构特点进行了研究,对石盒子泥岩地层取样做了全岩矿物分析和黏土矿物分析,找出了影响井壁稳定的原因。针对苏里格地区地质特点、井身结构及保护油气层的要求,系统地分析了水平气井施工的钻井液技术难点,提出分地层采用不同的钻井液体系,并对钻井液处理方法与钻井施工的技术措施进行了阐述。4口高难度水平井的安全施工表明,苏里格气田大位移水平井钻井液技术能满足该地区大位移水平井施工的需要,可为高效开发苏里格气田钻井施工提供支持。     

辽河盆地小龙湾地区煤层气井钻井液技术探讨

对辽河盆地东部凹陷小龙湾地区煤层气地质特征进行了简要介绍,重点分析了煤层气井钻井液技术的特殊性和煤层气钻井对钻井液技术的要求,研究了小龙湾地区钻井液技术.煤层气钻井液技术的特殊性主要表现在煤储层的坍塌、漏失和储层保护的特殊性上,要求钻井液必须具有合理的密度,滤液具有良好的降低气液表面张力的作用,流变参数合理,抑制能力良好,在水平井和分支水平井段钻进中具有良好的润滑性,pH值必须控制在合适的范围内.小龙湾地区煤层气钻井适合使用无膨润土聚合物钻井液体系.