普光气田空气钻侧钻技术应用

空气钻井技术已成为川东北地区上部地层提高机械钻速、控制井漏及井斜等复杂问题的常规技术。在实施空气钻井过程中,发生井下事故或复杂情况时,必要时采用填井侧钻处理。按常规的填井侧钻必须由空气钻井转换为钻井液进行侧钻,侧钻后,不能再进行空气钻井。为了解决这一问题进行了空气侧钻这一课题的研究应用。探索空气钻侧钻技术应用到处理井下事故和复杂情况,充分发挥空气钻进技术的速度优势,是非常必要的尝试 。通过技术研究,先后对普光303-1井在空气钻井过程中发生燃爆事故后的填井侧钻、普光301-2井的空气螺杆井眼绕障侧钻、新黑池1井的空气螺杆填井侧钻,三口井侧钻成功率100％。     

空气钻井侧钻技术在元陆1井的应用

空气钻井技术目前已经在中国石化普光、元坝等地区上百口井推广应用,成为工区上部陆相地层提速的主要技术手段,但在空气钻井过程中断钻具、井壁掉块的情况比较多,有时处理困难需要进行填井侧钻。前期通常是转换为钻井液体系按常规作业方式侧钻,与空气钻井相比,机械钻速慢、作业效率低。如果不转换钻井液在空气钻井条件下侧钻,将提高处理事故效率,延长空气钻井应用井段,显著提高钻井速度。元陆1井断钻具后成功实施了空气钻侧钻技术,取得了非常好的提速效果与经济效益,为该类事故的处理积累了经验。     

空气钻井技术在徐深21井的应用

大庆油田为给提高深层地层机械钻速提供科学依据，在徐深21井的泉头组2段以下非储层段进行了空气钻井试验。试验结果表明，空气钻井能大幅提高机械钻速，与常规钻井相比，纯空气钻井机械钻速提高4～6倍，充气钻井提高1倍以上，空气钻井井段的井斜控制在设计范围内，井径扩大率比常规钻井液钻井略大。这表明大庆油田外围深部地层稳定性良好，适合应用空气钻井技术。     

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。     

微泡沫钻井液在川东北SX-1井的应用

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,采用常规钻井液方式的机械钻速较慢。由于上部地层含水量大,采用空气钻井时井壁易垮塌从而使该钻井方法的应用受到限制。针对该地区上部大井眼施工钻速慢、地层出水、井漏等问题,研制出一种微泡沫钻井液体系,该钻井液体系具有滤失量低、携岩能力强、利于井壁稳定的特点,已在SiX-1井的上部地层进行了现场应用,解决了大井眼地层钻速慢及易漏等问题。     

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。     

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.     

空气钻井技术在滴北1井石炭系地层的应用

空气钻井技术可以大幅度提高机械钻速，缩短钻井周期，在石油钻井行业越来越受到重视。介绍了准噶尔盆地腹部地区2007年完钻的一口区域探井即滴北1井在三开石炭系地层空气钻井技术的成功应用，该井牙轮钻头空气钻井机械钻速是常规钻井液钻井的3．4倍，采用空气锤钻井技术提高机械钻速达42.3％，应用空气钻井技术大大节约了钻井工期，为今后相同区块同类地层应用空气钻井技术提高机械钻速提供了宝贵的实践经验。     

胜利油田研制成功空气可循环泡沫钻井液

在空气钻井的过程中，若地层出水，会把空气钻井形成的粉尘凝结，糊在井壁上，造成扭矩增加、局部过热、井壁岩石出现裂缝，吸水膨胀后造成井壁坍塌或卡钻，不得不改用常规钻井液进行钻进，从而大大降低钻井速度。为此，胜利油田研制出了空气可循环泡沫钻井液。其原理是利用发泡剂和高压空气产生均匀高速的泡沫到井下，携带岩屑和地层水回到地面，避免了岩屑凝结和井壁吸水膨胀导致的卡钻事故。     

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。     

普光105-2井空气钻井后钻井液替入技术

普光105—2井是四川盆地川东断褶带黄金口普光构造带的一口定向生产井,完钻井深为6310m。该井空气钻进时,在井眼周围地层岩石应力得到充分释放,形成更多的应力释放缝,加之井壁干燥,没有泥饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,容易引起多种井下复杂。通过对空气钻井后替入钻井液技术的难点进行分析,介绍了普光105-2井一开、二开空气钻井后替入钻井液的施工技术措施,采用聚合物磺化封堵钻井液并配合适当的工程措施（通过简化钻具结构,采用光钻杆低排量替入;如遇到特殊地层强行压井式替入钻井液,可采取光钻杆大排量替入）取得了成功,为普光气田空气钻井后替入钻井液的技术提供了经验。     

仿生绒囊钻井液煤层气钻井应用现状与发展前景

仿照细菌结构开发了含仿生绒囊的钻井液。CLY-A井欠平衡钻井表明,无需附加设备,调整钻井液密度0.8~1.0 g/cm3即可循环;CLY-B井空气钻井表明,空气钻井过程中添加不同绒囊处理剂,可实现空气、雾、泡沫和绒囊不停钻转换钻井工作流体;DFS-C井防漏堵漏钻井表明,分压、耗压、撑压方式可控制钻井液漏失速度;FL-D分支井钻井表明,该钻井液具有低剪切速率下高黏度和高剪切速率下低黏度的特性,能够提高井眼清洁效率和机械钻速;J-E井不同压力系统共存于同一裸眼的井下复杂处理表明,该钻井液可以提高低压井段承压能力,满足动态窄密度窗口地层安全钻井。绒囊钻井液应加强绒囊结构微观研究、绒囊钻井液类型开发和低密度循环极限评价等,满足更多地层条件钻井需要。     

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。     

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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。     

钻大斜度井或水平井的低压钻井技术

低压钻进可使流体从地层自然流向井眼，低压钻井的成功与否取决于能否合理地造反钻井液。钻大斜度井或水平井，用常规钻井液容易发生井漏，损害地层及增加钻井液成本与完井费用，而采用低密度流体则可预防或消除钻井时钻井液时地层的损害及有关问题。     

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。     

查深1井钻井液技术

查深1井是吉林油田公司在乾北地区部署的一口重点预探直井，完钻井深5 500 m。该井上部青山口组等地层存在严重的井壁坍塌、井漏等问题，下部地层温度高，井底温度达到180 ℃。针对该井地质特点，通过室内实验研究，确定上部采用复合膜铝基钻井液，下部前期采用空气钻井，后期转化为改进型水包油钻井液体系进行欠平衡施工。现场应用结果表明，采用的钻井液体系有效解决了泥岩坍塌、井漏和高温条件下性能不稳定等难题，满足了施工的需要。     

川东北气液转换井壁稳定技术研究与应用

针对川东北地区在空气钻井后转化为钻井液钻井过程中因井壁掉块和坍塌,造成长时间大段划眼、测井遇阻、卡钻等复杂情况,研制了空气钻井后的转换钻井液。其耐温大于150℃,抗盐达饱和,抗石膏污染达2％,相对回收率96．0％。并开发了空气钻井后气液转化工艺,使转换钻井液的井壁稳定能力提高。空气钻井后转换钻井液技术在川东北地区P103-4和P102—1等井的应用结果表明,空气钻井后转换钻井液钻井顺利,转换过程中未出现井壁坍塌等复杂情况,井眼质量提高。     

空气钻井技术在普光4—2井中的应用

针对普光地区机械钻速低、井身质量控制难度大等问题，在该地区采用空气钻井技术进行钻进。详细介绍了普光4—2井设计和实钻的井身结构，邻井油气显示以及上部已钻地层情况，运用上述资料优选了进行空气钻井的井段；详细介绍了进行空气钻井施工的技术措施，钻具组合设计和取得的成果，最后得出了应用空气钻井技术可以大幅度提高机械钻速，降低钻井成本，缩短钻井周期的结论。     

吉尔吉斯马平528井钻井液技术

马平528井地层沉积为陆相古河道沉积，沉积岩以碎屑岩和泥岩为主，地层组成及岩性较为复杂，尤其是在该地层进行水平井施工，对钻井液体系及其各项性能参数提出了比常规水平井更高的要求。根据地层易坍塌、可钻性差、钻时慢、起下钻频繁、井眼浸泡时间长等特点，该井采用了强抑制性聚合醇润滑防塌钻井液体系，现场通过合理调整钻井液密度及其它性能参数，满足了水平井段的钻井施工要求。