空气钻技术在胜利油区坨深4井中的成功实践

1、空气钻技术在胜利油区坨深4井中的成功实践罗伯青 胜利地质录井二分公司SL218队摘 要 ：空气钻技术是一种特殊的欠平衡钻井技术，它是将压缩空气（氮气）作为循环介质，携带岩屑，又作为破脆岩石的能量。坨深4井是胜利油田寻找深层气资源的一口重点预探井，四开后，该井在4788.00m-5002.00m采用纯氮气钻井，探索气体钻井技术在胜利油田深层的适用性,实践证明在胜利油区低压低渗地层进行空气钻是切实可行的，并有效的保护了此类油气藏。关键词：空气钻； 沙砾岩体； 低压低渗； 储集层；O 引言 坨深4井位于济阳坳陷东营凹陷北部陡坡带陈南断层下降盘，目的层沙四下亚段的沙砾岩体具有低压，低饱和，低渗透率的特

2、点，气体钻井对于保护此类油气藏来说具有比传统钻井方式明显的优势，能做到对油气层产能的及时判断和油气层的零污染。1 空气（氮气）钻技术的特点 1.1空气（氮气）钻优点 A显著提高机械钻速，缩短钻井周期。B井底清洗及冷却效果好，延长钻头使用寿命，节省了钻头用量。C使用空气锤钻头钻压小，转速低，扭矩小，防斜效果更加良好。D可有效的避免井漏等井下复杂情况的发生，有利于环境保护。图1 空气钻示意图 1.2空气（氮气）钻缺点 A空气（氮气）钻井是欠平衡钻井，因而当遇到地层出水，油气侵显示时，便不能够平衡地层压力，要立即转换成钻井液钻井方式，所以即使在空气钻井时也要配置好压井泥浆，随时准备转换钻井方式。B空

3、气钻井费用高，空气钻井每天的耗油量是8吨到10吨。 1.3空气（氮气）钻采用主要设备 空压机，增压机，防喷器组合，空气锤，钻头，各种管汇，控制阀，注入泵，以及泥浆罐（储备泥浆，以备特殊情况下，空气钻井转换成常规泥浆钻井时使用），压力计，温度计，流量计等等（图1）。 1.4空气（氮气）钻使用范围 A不出水的坚硬地层，B严重漏失地层，C严重缺水地区，D地层压力低且分布规律清楚的地层，E 稳定地层，F当地层少量出水时，可采用雾化钻井。 1.5空气（氮气）钻井设备对场地要求表1 井眼尺寸(mm)所需空气量(m3/min)空气设备所需场地(L X D.m)444.525030070 M10 M311.2

4、15020050 M10 M215.46010024M10 M152.4407012M10 M作业区甲方提供所需电量表2 井眼尺寸(mm)所需空气量(m3/min)空气设备所需电量(KW)444.525030080311.215020080215.46010080152.44070402 坨深4钻井设计 为避免井下出水对排屑的影响，尽可能在四开前把一些水层和易塌层封固掉，根据这个原则进行如下井深设计表3 坨深4井身结构开钻次序井眼尺寸*井深mm*m套管尺寸*下入深度mm*m一开444.5*374339.7*372.37二开311.2*3085244.5*3078.34三开216*4788177

5、.8*47873 坨深4井空气（氮气）钻实际效果 3.1 钻井速度快 坨深4井于2011年1月19日四开，采用空气钻钻进，从4788.00m-5002.00m，进尺214.00m，平均钻压5吨，平均转速55r/min，平均钻时15.0min/m左右，是常规钻井的5倍左右，缩短了钻井周期。 3.2 钻井返砂周期明显缩短 四开前采用钻井液钻井方式，井深4748.25m实测岩 屑迟到时间为74min，四开后于井深4788.00m实岩屑迟到时间，10：45加压氮气钻进，10：50岩屑采 样口开始大量返出岩屑，氮气排量80m/min，岩屑迟到时间为5min。 3.3油气显示良好 坨深4井在5002.00

6、m完钻后，2011年1月26日01时10分停气，全烃基值为0.31%，气测值缓慢上升，04时45分全烃值上升至7.76%，排砂管线出口处有气体外逸着火，05时44分气测值达到高峰，全烃65.66%，甲烷53.08%，乙烷3.529%，丙烷1.182%，异丁烷0.400%，正丁烷0.407%，异戊烷0.220%，正戊烷0.130%，二氧化碳0.104%，此后气测值开始缓慢下降，至08时00分全烃46.52%，甲烷36.88%，乙烷2.354%，丙烷0.805%，异丁烷0.293%，正丁烷0.311%，异戊烷0.157%，正戊烷0.104%，二氧化碳0.03%，期间排砂管线出口处火焰最大高度达到1

7、.0米，火焰颜色橘黄色，火焰持续时间：26日04时45分08时00分4 空气钻技术给地质录井提出来的难题 A高压空气携带岩屑，岩屑多成粉末状，钻井速度快，岩屑采集，描述，岩性识别困难。B岩屑磨蚀严重，不同岩性的颗粒形状特征差异消失，岩性常规识别困难。C岩屑粒径差异大，混杂严重，岩屑相对于地层岩屑的真实代表性难于确认。5 结论与建议 坨深4井实施空气钻成功，而且见到了显示，意义重大，表明空气（氮气）钻井工艺技术在砂砾岩体（地层）是可行的，空气（氮气）钻井对低压低渗的油气层起到保护作用，避免油气污染，对含油气井段能够充分的裸露和释放，特别是对低压低渗的储集层效果更为明显，实践证明空气（氮气）钻井比机械钻井钻速明显提高，大大提高钻井速度。 加强对地层出水的问题的研究，改进湿度检测，气体过滤装置，进一步研究纯氮气打产层技术，实现低压低渗产层纯氮气钻井完钻，裸眼完钻，保护油层不受污染是今后研究工作的重点。参考文献空气钻井技术及其应用 马光长 杜良民空气钻井技术难点及其对策 于红波空气（氮气）钻井现场录井技术