气体钻井工艺技术理论及应用探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 气体钻井工艺技术理论及应用探讨 摘 要：气体钻井相比于利用钻 井液的传统钻井方式，具备钻速高、可 对油气层进行保护、钻井整体成本较低 等优点，在国内外受重视程度越来越高， 得到了日益广泛的应用。我国国内对于 气体钻井理论及计算参数的深入研究起 步较晚，当前加紧对于气体钻井中流体 动力学的系统研究，抓紧研发一套便捷、 精确、系统的气体钻井流体力学参数计 算、设计及控制体系，是我国石油行业 亟需解决的重要课题。本文对气体钻井 中的技术理论进行了深入的研究分析， 以期对气体钻井技术中流体动力学的参 数计算体系形成提供一定的帮助。 中国论文网 /4/view-12847802.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词：气体钻井工艺;技术理论;应 用 中图分类号： TE242 文 献标识码： A 文章编号： 1673- 1069（2017）01-178-2 1 气体钻井的应用前景及 适用范围 1.1 气体钻井的应用前景 现在的气体钻井技术主要是在中 低压地层中使用，可以使钻井速度得到 较大幅度的提升，并且防止井漏的产生。 而当前我国的大多数油田都处在开发的 尾期，地层中的压力或多或少都有一定 幅度的降低，这就为气体钻井技术提供 了较为广阔的应用前景。最近一段时间 内，我国投入开发了大量的低渗透油气 藏，人们在这种油气藏的保护上聚集了 较多的精力，而气体钻井技术相对于传 统的钻井液钻井来说，能够更好地对低 渗透油气藏进行保护，同时，气体钻井 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的钻井过程具备花费较低、造成环境污 染较小等优点。总而言之，由于在各方 面都具有传统钻井技术不具备的优势， 气体钻井技术在我国的应用前景越来越 广阔。 1.2 气体钻井技术的适用范围 气体钻井技术因其自身的特性具 备着极为突出的优点，但与此同时其必 然因这些特性而存在适用范围上的限制， 这里对气体钻井技术的适用范围及局限 性进行了简单的介绍。 1.2.1 气体钻井技术的适用 范围 岩石较为坚硬的地层; 具有稳定性较强井壁的地层; 流体侵入较少的地层; 孔隙压力中等偏低的地层; 较为干旱的缺水地区; 对液体循环介质较为敏感的地 层。 1.2.2 气体钻井技术的局限 性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 不能很好地控制侵入地层的流 体。 钻头适用的范围较小。耐高温 性能不强的金刚石类钻头等，由于空气 冷却钻头的效果较差而很少在空气钻井 中得到应用，空气钻井中应用较为广泛 的是牙轮钻头。 空气钻井技术不能应用于地质 较软的地层之中。一般情况下，软质地 层中会产生尺寸较大的岩层碎屑，会对 井深较大时的气体携屑造成一定阻碍。 存在井底着火的现象。当油井 内烃类气体与空气的含量达到一定的比 例时，就有可能造成燃烧现象的出现。 而采用分支水平井，也就是说以主井筒 为中心向周围打出向生产层深入数百米 的辅助井筒，将其作为排油通道连通普 通井之间没有投入开发的油藏，从经济 上来讲，其投入基本相当于在建设完成 的矿场区内重新开了新油田。在建设完 成的油田利用原井眼进行侧钻水平井眼 的二次完井是如今可行且更为经济的方 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 法。 2 气体钻井工艺流程优化 2.1 井口地面控制分流系统 2.1.1 设计原则 气体钻井这种钻井技术具有很高 的风险，常规的钻井液钻井技术是对地 层流体进行控制，让其进入井筒，而气 体钻井技术则是准许地层进入井筒。所 以在气体钻井中在井口和地面实施有效 的控制手段对允许进入井筒的流体进行 控制是十分关键的。综上，气体钻井井 口地面控制分流系统的设计必须要满足 下列原则： 达到井口的设计压力; 已在油田试用，证实安全、可 行。 2.1.2 井场布局 气体钻井井场布置如图 1 所示。 E：123中小企业管理与 科技上旬刊 2017011-19798- 1.jpg -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 图 1 气体钻井井场布置图 井头设备布置。 旋转头：由旋转与非旋转两部分 组成，其中旋转部分会随着钻柱旋转而 旋转，而非旋转部分则会配合同密封装 置，保证从环空中流出的含岩屑气流流 入排出管线，从而达到保护钻井工作人 员与钻井平台安全的目的。 防喷器组合：空气钻井过程中使 用的防喷器主要有两种。一种是环形防 喷器（又称旋转防喷器） ，其主要是靠 液动作用将胶芯向井口重心挤，直到将 钻具抱紧或将井口全封闭，从而达到封 闭井口的目的;另一种是闸板防喷器，其 要求同时具备半封与全封。气体钻井井 口示意图如图 2 所示。 2.2 气体钻井工艺技术流程设计 2.2.1 设计原则 气体钻井的风险性较高，其整个 过程都是对流体的控制。因此，在气体 钻井过程中必须遵循以下几点原则： 对井壁的稳定性做出有力保证; -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 地层出水量（油）必须小于气 体的最大携带能力; 利用惰性气体及天然气钻井是 硫化氢的含量每立方米低于二十毫克; 在以上几个基本条件得以满足 的情况下，利用天然气及惰性气体的钻 井技术都可以应用在碎屑岩储层和碳酸 岩储层中，并且可以在此过程中使用先 期裸眼的完井方式。 2.2.2 气体钻井工艺流程设 计 气体钻井工艺设计的流程如下： 收集储层中特殊物质的数据， 包括岩石性质、储层的地层压力、孔隙 率、渗透率、地层中流体流量、温度及 储层中的潜在敏感物等; 根据储层特点选择完井方式; 选择气体钻井使用的气体类型， 包括天然气、柴油机尾气、空气及惰性 气体等; 对井口地面控制分类系统进行 设计; -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 设计钻柱，主要包括钻柱组合 方式和强度的设计选择; 对气举进行设计; 设计气体流动力学参数，主要 包括注气量、注气压力、井底压力、钻 头内压力等几方面的数据; 设计机械破碎参数，主要包括 钻头、钻压以及其转速的选择设计; 安全、井控的设计。 3 结束语 综上，本文对气体钻井工艺技术 理论及应用进行了简单的介绍与分析， 当前我国的气体钻井工艺还不完善，这 就要求相关的科研人员加紧对气体钻井 技术的研究，对其进行不断地完善与更 新，为我国油田的良好开发打好坚实的 基础。 参 考 文 献 1 张书瑞.大庆油田气体钻井关 键技术研究D. 东北