气体钻井出现的问题分析及对策研究

气体欠平衡钻井技术主要包括空气钻井、天然气钻井和惰性气体钻井。实践证明气体钻井能够大幅度提高钻井速度,增加钻头单进尺,对于提高深层钻井速度具有重大的意义。但是目前存在一些问题,如井壁稳定、井斜控制、摩阻大、转换过程中井壁剥落、出水以及钻具断裂和硫化氢问题。针对以上问题,做出了分析,并提出了相应的解决方案;针对井下复杂情况在地面上的反映进行了分析,提出了一套处理井下复杂情况的方案。     

气体钻井研究进展

气体钻井是欠平衡钻井的一种特殊形式,具有机械钻速快、保护储层、克服井漏和钻井效率高等常规钻井液钻井不可比拟的优势,促进了气体钻井在国内外的推广应用。但作为一项新技术,基础理论研究和现场实践过程还不成熟。综述了国内外气体钻井研究的几个热点问题,主要包括以下几个方面:研究了气体钻井理论模型,为钻井工艺参数奠定理论依据;探讨了气体钻井井斜机理,类比了气体钻井控制井斜新技术;分析了气体钻井井壁稳定性理论,总结了应对气体钻井井壁稳定性的技术思路。     

九龙山某井气体钻井技术及事故处理实践

九龙山地区上部地层存在井漏、垮塌的可能,中部地层研磨性强、可钻性极差,下部地层存在多产层多压力系统并可能会钻遇异常高压。为了应对异常情况、缩短钻井周期、节约处理成本,龙某井设计从350～2000 m使用气体钻井。空气钻井钻至1170.28 m后地层出气,甲烷浓度超过6%,后改用氮气钻进,钻至1868 m时出现井壁垮塌和钻具阻卡,随后停止气体钻进。记录了钻进过程中返出主要气体的浓度变化情况和异常情况处理措施,实践表明,气体钻井在防止井漏、钻遇地层出气(不含H2S)、异常压力等复杂情况具有常规钻井无法比拟的优势。     

徐深41气体钻井的成功实践

徐深41井是大庆2009年度采用气体钻井最为成功的一口井,该井成功利用了空气钻井技术和氮气钻井技术,并优选了合理的注气排量和钻进参数,大大提高了钻井速度,缩短了钻井周期。介于以往气体钻井中出现的问题,该井在气举时采用分段气举使气举作业顺利完成,并在进入储层时及时转换为氮气钻井,确保了在地层出气的情况下顺利钻至设计井深。同时介绍了气体钻井的工艺流程和在应用气体钻井过程中出现的问题以及相应的解决办法。     

低压储层气体钻井起下钻井口安全控制技术应用

介绍了过钻铤、螺扶总成和自吸装置配合应用的气体钻井起下钻井口安全控制技术的原理、设备、工艺以及现场使用情况。实践表明该技术在低压储层能够替代套管阀实现气体钻井安全起下钻,对气体钻井现场作业具有很好的实用性。     

浅议提高钻井速度、降低钻井成本的有效手段

大情字井油田是吉林油田近年来发现的具有亿吨级储量的大型整装油田，由于此地区地层的特殊性，在钻井过程中存在着缩径，井塌，井漏，卡钻及钻速低等问题，给钻井工作带来了极大困难，严重制约了该区的勘探开发步伐和经济效益，如何保证钻井施工顺利进行，提高钻井速度，降低钻井成本是钻井工作中的一大难题，通过优快钻井技术的研究与应用。保证了钻井施工的顺利进行了较大幅度的提高了钻井速度，取得了显著的经济效益。     

也门1区块恶性漏失地层气体钻井实践

也门1区块地表覆盖着约300 m厚坚硬灰岩,区块内断层多,广泛存在着漏失层,采用常规钻井技术,机械钻速慢,井漏频繁,钻井难度很大。从地质条件、循环介质以及经济性等方面评价了气体钻井在1区块的适应性。现场应用初期,砂岩地层井漏、下套管遇阻问题非常突出,气体钻井发挥的作用有限。针对这些问题,通过优化井身结构和注气注液参数,优选泡沫、充气钻井基液配方、首选充气盲钻作为快速钻穿恶性漏失层的主要技术等,并制订完善的技术措施。现场3口井的应用表明,1区块地层复杂,单一的空气、泡沫或气体钻井技术只能解决部分钻井问题,综合运用气体钻井技术,才能满足提高钻速、稳定井壁和预防井漏等多方面的要求,从整体上提高钻井时效。     

大庆徐深28井气体钻井实践

大庆油田徐家围子地区深层采用常规钻井机械钻速较低,试验气体钻井技术表明,能够大幅度提高深层钻井机械钻速,缩短钻井周期。通过前期的地质分析,在总结大庆油田已经试验的2口气体钻井现场试验的经验和教训的基础上,确定在徐深28井三开登娄库设计采用空气钻井技术,进入营城组试验氮气钻井技术,这是大庆油田第一口采用空气和氮气钻井的气体钻井。经过周全的设计,克服了冬季气温低、地层出水、气液转化井壁稳定等难题,保证了井身质量,机械钻速与邻井常规钻井相比提高了7倍,缩短钻井周期26天,节约钻头7只,尝试了氮气钻进营城组,取得了较好的效果。     

气体钻井起下钻导引头的研制与应用

气体钻井起下钻导引头是为保障气体钻井产层安全起下钻作业而研发的一套新装备。介绍了大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院研制的拥有自主知识产权并获国家专利授权的气体钻井起下钻导引头的系统组成、工作原理、室内检测和现场应用情况。实践表明该工具完全满足气体钻井产层起下钻作业要求,填补了此项技术空白,应用前景广阔。     

大庆油田古龙1井气体钻井应用实践

古龙1井是大庆油田2008年完钻最深的一口天然气探井,在三开311.2 mm井眼进行了空气/雾化钻井实践.针对实际钻进中存在的问题,对比分析了几种不同介质气体钻井方式在松辽盆地泉二段以下的应用情况,并优选了合适的钻进方式.实钻结果表明,该井创造了大庆油田松辽盆地有史以来311.2 mm井段空气钻进至井深4301.05 m,井段最深、温度最高的记录,在井壁失稳、持续出水的情况下,克服重重困难,空气、雾化钻进了1196.05 m,平均机械钻速7.9 m/h,单只钻头最高进尺达到了552.86 m.     

大直径潜孔锤气体反循环钻井技术

大直径潜孔锤是1种已被大量工程实践证明的,能够提高矿山地面大直径钻井施工效率的钻井工具。然而,钻遇含水层后,大直径潜孔锤经常出现进尺慢、甚至无法进尺的问题。为此,提出一种以反循环方式气力排渣排水、正循环方式排余气为特点的大直径潜孔锤气体反循环钻井方法,分析了大直径潜孔锤气体反循环钻井技术基本原理,建立了气体双上返流道的井底压力平衡条件,介绍了大直径潜孔锤气体反循环钻井系统组成,依托矿山地面大直径钻井工程完成现场试验。结果显示：在地层出水条件下,通过节流控制环空气柱压力,可实现反循环排渣排水的预期效果,钻井效率高,最大井深达到668 m,可推广应用于矿山地面救援井和各类矿山大直径钻井工程的施工中。     

影响气体钻井注气排量因素分析

计算气体钻井注气排量的方法有最小动能法和最小速度法,应用最小动能法对气体钻井注气排量影响因素进行了量化分析,对大庆油田深层气体钻井注气排量进行了计算,得出一些指导气体钻井的有益的结论,对进一步深化和完善气体钻井注气排量理论研究以及现场应用具有重要的现实意义.     

气体直井钻井中气体体积流量计算程序开发

充足的气体体积流量是进行欠平衡钻井施工的关键,首先阐述了根据最小动能标准进行气体体积流量计算的方法与步骤,然而尽管该方法的计算原理简单,计算流程清晰,但是由于计算工作量大,且在计算过程中需要采用迭代法进行方程的求解。因此基于上述计算原理开发了相应的计算程序,使得计算更加方便。同时还利用该程序讨论了相关钻井参数对气体体积流量的影响规律,可供实际工程参考使用。     

防斜打快钻井技术在龙深一井的应用

龙深一井是中石化西南分公司部署在川西龙门山构造带的一口重点超深井,设计井深7297m,区域上地质构造十分复杂,该井二开钻遇T3X3逆掩推覆体地层,地层倾角在2°～85°之间频繁交错变化,且断层发育.施工过程中常规的防斜(塔式,钟摆)钻具组合不能有效控制井斜,为保证井身质量,只能采取轻压吊打的方式钻进.钻进中施加钻压仅为40kN,导致机械效率非常低,钻井周期过长,钻井成本居高不下.为解决提高钻压与有效井斜控制的矛盾,试验应用了预弯曲动力钻具及贝克休斯公司VertiTRak垂直钻井系统,收到了良好的效果.     

气体全过程欠平衡钻井压力控制技术探讨

简述了国内外全过程欠平衡钻井技术及其控压设备的应用现状,分析了不压井起下钻装置和套管阀装置的优缺点。针对大庆气体钻井过程中所遇到的诸多问题和大庆地层的物理特性,对大庆油田深层实施全过程气体欠平衡钻井的技术难点进行了深入分析,认为现有控压设备不能满足大庆油田高压气层气体全过程欠平衡钻井的需求。为此提出了旋转控制头总成密封控制法和气流引导法两种深层气体钻井的控压设备及方案,在达深9、徐深41等五口气体钻井中进行了现场应用,在有烃值显示的情况下起下钻时使用该方案有效地控制了地层气从井口返出,从而达到推进气体全过程欠平衡钻井作业的进程,提高气体钻井效率的目的。     

大直径竖井钻井钻速多元回归模型分析及应用

分析了地层可钻性系数K、钻压P、转速n、井深H和洗井液冲洗量Q等5个因素对钻速的综合影响,建立了大直径竖井钻井钻速多元非线性回归模型。选用历史录井数据作为样本数据,利用多元线性回归的方法,获取了该类大直径竖井钻井对应的钻速回归方程。通过模型检验和残差分析,结果表明,所建立的钻速回归方程合理并具有实际意义,方程对样本数据的拟合精度较高。使用该钻速方程进行钻速预测,预测钻速与实际钻速间的平均相对误差为7.66%,预测效果较好,在优化钻井工艺和提高钻井效率方面具有现实意义。     

古龙1井311mm井眼气体钻井技术实践

近几年来,大庆油田已钻气体钻井20多口,在各方面取得了喜人的成绩。然而在所钻的20多口气体钻井中,均是在216mm井眼中进行施工。古龙1井作为大庆油田古龙区块的一口重点井决定在三开311mm井眼中采用气体钻井技术用以提速。311mm井眼气体钻井技术的施工为大庆油田的气体钻井技术提供了契机也提供了宝贵的现场经验。     

国内气体钻井工艺技术现状

对国内气体钻井工艺技术的现状进行了比较全面的介绍,找出了与国外气体钻井技术之间存在的差距,力图为国内气体钻井工艺技术水平的提高提供新思路,具有一定的参考和指导意义。     

国内气体钻井设备现状

对国内气体钻井设备的现状进行了比较详细的介绍,找出了与国外研制和生产的气体钻井设备之间存在的差距,力图为国内气体钻井设备的研制和改进提供新思路,具有一定的参考和指导意义。     

对气体钻井常见问题的分析

对国内外气体钻井过程中常见的问题进行了全面的总结,并根据现有的技术水平进行了较为深入的分析。力图引起对气体钻井常见问题的重视,启发开展相关研究,扫除气体钻井发展的障碍,推动国内气体钻井技术进一步发展。