空气钻井转换钻井液的选型及转换过程
空气钻井转换钻井液的选型及转换过程
川东 北普 光气 田 自投 人勘 探钻 井 以来 ， 先后 完成 了普光 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４ 、 ５ 、 ６ 、 ７ 井 旅工。 普光 完 钻井 主要 指 标见表 １ ｃ １ 。 通过 钻井 实践 ， 在 钻井 施工 中上 部 陆相地 层存 在 以下技 术难 点和 问题 ： （ １ ） 岩石 硬度 高、 研 磨性 强、 可钻 性差 ， 钻井速 度低 。 （ ２ ） 高 陡构造 ， 地层 倾角 大， 井 身质量控 制 困难 。 （ ３ ） 地 层严重 漏失 、 极 易坍塌 、 掉块 严重 ， 井壁 极不稳 定 。 钻井周 期长 ， 复杂 事故多 严重 的制约 了川东北 气 田的开 发 ， 为加快 钻井速度 ， 降 低复 杂事 故 ， 加 快川 东北 气 田的开 发 ， 中石 化在 老 君１ 井 实验开 展 空气钻 井 。 ２空 气钻 井转 换钻 井液 钻 井的 主要 原则 发现 以下情况 之一 ， 应立 即将 空气钻 井改为 钻井液 钻井 ： （ １ ） 地 层 出水大于 ５ ｍ ／ ｈ ， 地面 表现 为见液 滴 、 砂样 湿润 ， 井下 扭矩 、 摩 阻增加 ， 井 壁不稳 定 。 （ ２ ） 返 出流 体 中全 烃含 量连 续超 过３ ％。 （ ３ ） 返 出流 体 中Ｈ ２ Ｓ ￣ ｉ 量 超 过５ ａｇ ｒ ／ ｍ 。 ３空 气钻 井 在老 君１ 井的 应用 效果 老 君１ 井二 开空气 钻进井段 为 ： ７ ６ ２ ． Ｏ 咖 ～３ ２ ５ ３ ． １ ７ ｍ， 总 进尺为 ： ２ ４ ９ １ ． １ ７ ｍ 表 １ 普 光完 钻 井 主要 指标 统计 井 号 完 钻 井深
工 业技 术
Ｃ ｈ ｊ ｎ ａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｂ ｎ ｏ ｉ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｊ ｅ
普光气田气体钻井钻井液转换技术
在 川东 北 地 区 ， 了 加 快 普 光 气 田钻 井 速 度 ， 高 经 济 为 提
效益 ， ２０ 在 ０ ６年开始引入 了气体 钻井 技术 。在气 体钻进 完
成 、 入 钻 井液 后 ， 替 部分 井 出 现 了复 杂 情 况 ， 最 根 本 的 原 因 其 是 井 壁 稳 定 问题 。如 果 井 壁 稳 定 问 题 不 能 及 时 得 到 解 决 会
井 壁 。 以 上技 术 措 施 的应 用 在 很 大 程 度 上 缓 解 了钻 井 液 转
（ ） 东 北 地 区 普 光 气 田地 层 古 老 ， １川 陆相 地 层 倾 角 较 大 ，
属于高陡构造 ， 地层可钻性差 ， 眼稳定性差。 井
（ ） 相地 层 上 部 主 要 以紫 红 色 、 ２陆 暗紫 红 色 、 红 色 泥 岩 棕 与浅 灰 色 、 色 砂 岩 互 层 为 主 ， 部 主 要 以 灰 色 和 深 灰 色 泥 灰 下
岩、 砂岩互层 为 主。砂 岩胶 结性 好 、 强度 高 ， 而泥岩 胶 结性
差 、 度 低 ， 互 层 中 间 填 充 物 和 泥 岩 地 层 中 富 含 高 岭 石 和 Байду номын сангаас 交
换时存在 的井漏 、 井壁失稳 的问题 。在推广 以上技术 的同时 与科研单 位结合 ， 对复杂情况下钻井液转换施工 引入 了润 针 湿反转技术 。同时辅 以强抑制性 聚磺 防塌钻井液 体系并 配 合使用无渗透处理剂等一系列技术措施 ， 从而行成一整套气
发生 ， 重会 引起井下事故。 严 （） ４ 气体钻井过程 中， 井筒 内气柱压力低于地层 压力 ， 处
于 一 种欠 平 衡 状 态 ， 随 着 空 气 锤 和 钻 具 的 振 动 ， 井 壁 周 伴 在
空气钻井技术
空气钻井技术为了节约钻井周期、优质高效打好LT1井,在一、二开钻井施工中采用了空气钻井技术,在实际应用中取得了非常好的效果。
现将本井空气钻井技术总结如下:一、基础数据：LT1井设计井深6300米，目的层为飞仙关组鲕滩白云岩储层、长兴组生物储层。
钻探目的：以飞仙关组鲕滩白云岩储层、长兴组生物储层为主要目的层。
二、空气钻前井眼准备用660.4mm钻头试钻至井深56米,下508mm导管至56米.固井后钻水泥塞至井深52米。
安装好旋转控制头后进行气举钻井液，将井筒内钻井液全部排完。
然后对旋转控制头进行试压:静止试压4.0MPa,旋转试压2.8MPa。
试压合格后拆排砂口挡板,安装排砂管线。
向井内大排量注气干燥井眼，直到排砂口返出粉尘后开始钻进,钻达至井深：62米,为了提高钻速,起钻后换成空气锤。
三、设备：1.气体钻井的设备2.生产流程：1）纯气体钻井流程2）气体+泡沫钻井流程四、钻具组合由于空气钻进在地层微出水产生泥环、地层垮塌时易引起井下复杂,在钻进时采用塔式组合:一开:Φ444.5mm空气锤/牙轮钻头+Φ229mm常闭止回阀+Φ228.6mmDC×5根＋Φ228.6mm无磁×1根＋Φ203mmDC×6根＋Φ165mmDC×3根＋Φ127mmDP 二开: Φ311mm空气锤/牙轮钻头+Φ275mm空气空气锤＋浮阀×1＋Φ228.6mmDC×5根＋Φ203mm无磁DC×1根+Φ203mmDC×6根＋Φ165mmDC×3根＋旁通阀×1＋Φ127mmDP＋旋塞×1＋回压阀×1＋Φ127mmDP六、空气钻进施工情况：2021年1月25日21：30一开空气钻至井深62.65米起钻, １月26日12:20试运转空气锤正常后下钻到62m开始钻进，前期因钻铤较少,轻压钻进(20KN),随着钻铤增加钻压增加到40KN, １月28日8:30钻进至井深214m,因地层微出水,钻速慢起钻换牙轮钻头继续空气钻进, 钻至264米因地层出水较大，出口无粉尘出现，井内携砂困难，开启8台压缩机和2台增压机在短起下钻时，上提下放均有挂阻现象。
气体钻井的循环流体转换工艺配套技术
其 它气 体钻 井 ， 如氮 气 、 天然气 或 柴油 机尾 气 。 ５ 若用 充空 气 和空气 泡沫 在产层 钻 井 时有一 定 ） 的安全 （ 燃爆 ） 隐患 ， 用 氮 气 、 然 气 、 气 或 空 气 可 天 尾
与 氮气 的混 合气 体代 替 空气 ， 配合调 控气 液 比例 。 并 ６ 一般 情况 下 ， 眼尺寸 为 ３ １ ２ｍｍ 时 ， 果 ） 井 １ ． 如 地 层 出水 速 度 小 于 １ ０ ／ 扭 矩 小 于４ ｋ ｍ ， ． ｍ。 ｈ， ０ Ｎ・ 增 大气 体排 量 能 满足 携 岩要 求 时 ， 以连 续 采 用纯 可 气体 钻井 。如 果 增 大 气 体 排 量 不 能 满 足 携 岩 要 求 时 ， 备条 件 允许 的情 况 下 可 以转 为雾 化钻 井 。如 设 果采 用雾 化钻 井 ， 矩 仍 大 于 ２ Ｎ・ 则 转 为气 扭 ０ ｋ ｍ， 体 型流体 充气 或泡 沫 流体钻 井 方式 。
加雾 化泵 ； 改为 泡沫 钻井 时 ， 增加 泡沫 发 生器 及 液 应
１ 气基 流体 转 换 为 气体 型 流 体 配套 技
／
Ｓ
叩 ｐ ｐ Ｌ １ 纯 气体钻井 方式与气体 型流体之 间的转换 ． 盯１
）
术 要 点
气分离器 等配套设 备 。 ４ 空 气钻 井 遇 到可 燃 气 体 时 可 能会 出现 爆 炸 ， ） 且 井 下着火 与爆 炸 对 井 下 设 备损 害极 大 ， 造 成 钻 会 铤 和 钻杆熔 化 。因此 ， 为防 止爆 炸 ， 在含 有 可燃气 体 地 层 钻进 时 ， 进入 产 层 前 需 要 将 空 气 钻井 转 换 为 在
ｎ加 Ｏ 对纯 气体钻井 危害最 大的就是钻遇 水层 ， 当井下
７
空气钻井过程中的钻井液转换
沉 积的灰 岩 、石膏 、白云岩 、盐岩 为主 ，含少 量 的泥 页 岩 、煤 层 。岩样分 析 表明 ，川东北 地 区泥 页岩 由伊
气 钻 井技 术 ，机 械 钻 速 有 了很 大 的提 高 ，但 在 空 气钻 井 结 束 时循 环 介 质 仍 要 由空 气 转 换 为 钻 井 液 ，因 此 钻 井 液 的转 换 非 常 关键 ，钻 井液 体 系 的 选择 、钻 井液 的 配制 、钻 井液 的 性 能 至 关 重 要 。 介 绍 了川 东北 地 区 上 部 地 层 的 岩 性 特 点 ． 钻 井液 技 术难 点 ，针 对 空 气钻 井的 特 点 选 择 了合 适 的 钻 井液 体 系 ，优 化 了钻 井 液 配 方 ，现 场 应 用 表 明 ， 所 选 择 的 钻 井 液
空气钻 井过 程 中的钻 井液 转 换
丁 海峰 魏 学 成 张新 旭 裴 建 忠 李 三 杰
（ 利 石 油管 理 局黄 河 钻 井 总 公 司 ． 东 东 营 ２ ７ ０ ） 胜 山 ｊ ０ ０
摘 要 ：近 几 年 来 中 国石 化 集 团公 司在 川 东北 地 区的 油 气勘 探 取 得 了重 大 突破 ，但 该 地 区地 层 可 钻 性 差 ，机 械 钻 速低 ，钻 井施 工周 期 长 ，影 响 了该 地 区的 勘 探 开 发 速 度 。为 此 ， 中 国石 化 南 方 分 公 司 在 该 地 区上部 陆 相 地 层 采 用 了空
２ ）钻 井液 必须具 有 强抑制性 。空气钻 井结束 后 ．
利 石 、伊 蒙混层 、绿 泥石 、高 岭石 等非膨 胀性 粘土 矿 物组 成 ，具有 低活性 、低 分散 能力 、高 分散速 度 的特 性 。其 中伊 利 石 占 ２ ～４ ，伊 蒙 混 层 占 １ ～ ３ ８ ５
气体钻井转换水基钻井液技术
青类 防塌 剂 ， 复正 常后 钻进 至 ４ ５ ｍ完钻 。完 井 电 恢 ０ ０ 测 显 示 ３９ ７ ３９ ４ 井 段 井 径 扩 大 率 平 均 ５ ％ 以 ０ － ２ ｍ ０
上， 最大 达 到 １ ８ 替 换水 基 钻井 液后 所 钻井 段 井径 ２ ％， 规则 ， 径扩 大率 最 大 ５ 井 ％。
液 后 ， １ － ２ ｍ 井 段 经 过 了反 复 的 通 井 和 划 眼 ， ３９ ０ ３９ ４
钻 井 液密 度 从 １１￣ｃ ３ 高 到 １１ｇ ｍ ，粘 度 提 高 ． ６ ｍ提 ．９， ３ ｃ
到 ８ ｓ 上 ， Ｐ 滤 失量 降 低 到 ５ Ｌ以下 ，并 加 入沥 ０以 ＡＩ ｍ
玛 依 油 田最早 成功应 用 空气 钻井 ， 近年 来 气 体 钻井 在 全 国各油 田得 到推 广应 用 。 气体 钻井 受 到一 些 客观 条件 的 限制 ， 中途 可 能需
３ 什 么 情 况 下进 行 转换
气 体钻 井在 遇 到 以下 情况 时 ， 常通 过 分 析 转 换 过 程 ， 出了转 换 原 则 和 对 转 换 流 体 的 要 求 ， 绍 了相 应 的 水基 流 体 类 型及 其 转换 工 艺 。 提 介
主 题 词 气 体 钻 井 水 基 钻 井 液
井壁 稳 定
防 漏 堵 漏 保 护 油 气 层
上 刖 胃 １ ・ ・ ＿ ‘ ■ 一 一■
新 疆 石 油 科 技
２０ ０ ８年 第 ４期 （ ｌ 第 ８卷 ）
・１ ・
气体钻 井转换水 基钻 井液技术
马世 昌① 杨 玉 良 黄治 中 宋朝 晖
西部 钻 探 公 司克 拉 玛 依 钻 井工 艺研 究院 ， ８ ４ ０ 新 疆 克 拉 玛 依 ３００
空气钻井介绍
Fig2-5 Control of the inflow of formation water Fig2-6 Penetrate the hard
2.1.2空气钻井的局限性
进；改用天然气钻进；改用雾化空气钻进(现场多采用此方法)。
此外，软地层不适用于空气钻井，并且金刚石钻头较少应用于空气钻井中
多使用牙轮钻头。
2.2空气钻井的设备和循环系统介绍
空气钻井系统与常规的泥浆钻井一样，也采用两种类型的循环技术：正循
环。正循环广泛应用于浅井的空气钻井作业中。一般来说，正循环用于钻小井
钻头牙齿可以更好的切削井底，并把钻屑带离井底，这样对于清洗井底和提高
都有好处，如图2-1。在同样的地层钻进，其速度可达到普通泥浆钻井的10倍以
的机械钻速是很容易达到的。由于泥浆费用和钻头费用大大减少，以及钻头进
寿命延长，从而降低了起下钻次数等优点综合起来使总的钻井成本降低。
(2)减轻或消除钻井流体对油气层的伤害，并且能够随钻评价产层，如图
分类当量密度分类当量密
干气0.001～0.01充气液0.6～0
雾化0.01～0.03玻璃微珠，塑料微珠>0.7
泡沫0.03～0.46，有回压时更高液体0.96以
空气钻井适宜于非常干燥的，无任何流体侵入的层段，尤其是在白云岩、
石英砂等坚硬地层，钻速可以大幅度提高。在水敏性泥页岩，孔洞裂缝性易漏
空气钻井是十分理想的钻井手段。另外，空气钻井适宜于地层压力系数不高，
井口环空截面的1.1倍。
岩取样器：用于获得井口处的岩屑样本。
气体探测器：用于检测烃类气体，便于钻工采取安全措施。
空气钻井中气液合理转换时机和井壁失稳原因及对策
Ξ
空气钻井中气液合理转换时机和井壁失稳原因及对策
钟 英, 崔茂荣, 梁 毅, 马 勇, 白立业
( 西南石油大学石油工程学院, 四川 成都 610500)
摘 要: 空气钻进技术在提高机械钻速和缩短油气井建井周期方面发挥了巨大作用 , 但在钻进过程 中地层出水量大或钻遇含有大量的塑性石膏地层等原因, 而需要将气基流体转换为气体型流体雾化液、 充气, 泡末流体或常规钻井流体 , 但转换时易诱发井壁失稳 , 导致井下复杂情况。 因此, 本文探讨了气液 合理转化时机, 对转化时井壁不稳定机理进行了深入分析, 并据此提出了防止井壁失稳的技术对策。 关键词: 空气钻井; 气液转换时机; 井壁稳定; 常规钻井液 空气钻进技术在提高机械钻速和缩短油气井建 井周期方面发挥了巨大作用, 解决了复杂地质条件 下严重井漏、 恶性井漏等重大难题 , 并成为发现低压 低产储层, 保护油气层, 提高油气产量的重要手段。 但在钻进过程中不可预料的地质和工程技术要求等 原因 , 循环介质要由气体转换为雾化类气体流体或 常规钻井液, 在转换为常规钻井液时, 钻井液必须保 证在尽可能短的时间内形成优质泥饼 , 封堵地层的 4. 3. 1 方案原则 ①立 足 主力砂 体, 单砂 体厚 度 8m , 叠 加厚度 10m 线以内部署直斜井 , 砂体厚度小的地方部署水 平井; ②强化注水开发, 增加水驱方向, 提高油藏水驱 开发效果 ③实施报废井更新、 大修扶停等手段完善注采 井网 , 提高储量控制程度。 4. 3. 2 方案工作量 方案设计油井工作 量 5 口, 其中侧钻水 平井 2 口, 更新井 2 口, 新油井 1 口; 水井设计工作量 3 口, 转注 2 口, 扶停 1 口。 5 矿场调整效果分析 5. 1 新井效果 方案共部署直斜井 3 口, 单井产量 10t �d, 年产 能 0. 9 万 t, 水平井 2 口, 单井产量 12. 1 t�d , 年产能 0. 72 万 t, 新井年产能合计 1. 62 万 t。 5. 2 区块整体开发效果变好 方案实施后, � 号砂体油井开井 9 口 , 日液水平 85t�d, 日油水平 75t�d, 综合含水 11. 8% , 年产油 2. 2 × 104 t, 采油速度 2. 18% ; 水井开井 4 口, 日注水平 160m 3�d , 年注水 5. 76 × 104m 3, 注采比 1. 7, 新建产 微裂缝和泥页岩孔隙, 同时必须具有良好的流变性 能 , 以满足大井眼的携岩及下部井眼继续施工的需 求 [ 1]。因此, 必须做好转换前的准备工作, 优化钻井 液性能, 优选钻井液体系来确保气液转换后井壁的 稳定。 1 转换条件 在空气钻进过程中, 当井下出水时, 岩屑中的泥 页岩组分水化后引起抱团现象 , 粘附在井壁和钻具 能 1. 6 ×10 4t , 新增可采储量 14. 5×104 t。 井网控制程 度由 47. 3% 提高到 97% , 水驱控制程度由 14. 6% 提 高到 77. 7% 。 6 结论与建议 61 1 精细油藏描述 , 搞清区块剩余油分布规律 , 为 老区调整提供有利保证。 61 2 利用更新、 侧钻、 打水平井等手段对储量失控 区、 无井控制区进行充分动用。 61 3 利用压裂、 封堵等工艺措施对区块进行改造 , 提高整个区块的开发效果。 61 4 加强水井治理力度 , 保证整个区块注水质量 , 为区块稳产打下基础。 [ 参考文献 ] [1 ] 孙焕泉. 胜利油区低渗透油藏提高采收率技术 对策 [ J ]. 油气地质与采收率 , 2002, 9 (2) : 10 ～ 13. [2 ] 才汝成 , 李阳, 孙焕泉. 油气藏工程方法与应用 [M ] . 东营: 石油大学出版社, 2002: 283～ 29. [3 ] 何秋轩 , 阮敏, 王志伟. 低渗非达西渗流的视渗 透率及对油田开发的影 响 [R ]. 西安: 西安石 油学院 , 2001.
普光105—2井空气钻井后钻井液替入技术
普光105—2井空气钻井后钻井液替入技术普光105—2井是位于中国海南岛境内的一口深水海底井，位于南海油气田之中。
该井面临着多种性质的稀薄沉积物层，对于钻井液的要求极为严格。
由于普光105—2井的位置，传统的水基井钻施工将会无法满足需求。
因此，空气钻井技术成为了该井的主要施工方案。
然而，空气钻井由于其独特的可燃性，钻井液替入技术则成为了一个不可或缺的环节。
钻井液替入技术，是将较轻的钻井液与钻杆一起从井口注入井内，以替换瓶装液浆。
这使得钻井过程中可以无需停止，减少施工时间，提高施工效率。
钻井液替入技术也可以有效储存钻井液，防止水基液体流失引发污染。
在普光105—2井的钻井过程中，首先需要将瓶装液浆完全排空。
然后，将较轻的钻井液从井口注入井内。
此时，需要定期检查替入的液位及钻井压力，以保证替入液体的数量与压力均匀分布。
在钻井液替入过程中，需要考虑如何确保替入液体的给量、密度和压力适宜，以确保钻井工具可靠地进行挖掘。
由于空气钻井的可燃性，任何过程中的设备故障都可能引发爆炸或火灾，因此需要一套完善的控制系统。
该系统将不仅监控替入的液体，还将控制整个空气钻井的过程，确保其稳定和安全。
综上所述，普光105—2井空气钻井后钻井液替入技术的论文中提到了一种新颖的施工方法，以解决深水井钻进程中难以避免的稀薄沉积物层。
空气钻井技术通过钻井液替入技术的配合，使得施工过程更加有序高效，降低安全风险。
此外，空气钻井后的钻井液替入还需注意液体的稠度。
钻井液不仅影响钻探过程，还会影响井底地层岩心沉积物的分析。
为了保证岩心分析的准确性，需要硬质钻井液，并且液压必须与井底地层岩石的下压力相匹配。
因此，在替入液体时，需要密切监控钻井液的密度，以确保其适合平时的钻探，并避免可能导致岩心分析误差的钻井液稠度问题。
值得一提的是，钻井液替入技术更是在遇到钻井液泄漏的情况下起着关键性作用。
钻井液泄漏可导致深水钻井作业的迫切中断，因为良好的钻井液是钻井过程中必不可少的一部分，没有它工人就不能工作。
钻井液的基本类型及选用要点分析
61钻井液又称泥浆或钻孔冲洗液，是多种循环流体的总称，可以满足钻井工作的各种功能需求，可以说是钻井的血液。
泥浆泵高压处理钻井液，高压状态下钻井液从钻头喷嘴喷出，可以起到清洗、冷却、润滑等功能，最后沿钻柱和套管之间的环空流入地面，实现循环利用。
钻井液在现代钻井中发挥着越来越重要的作用，研究钻井液的功能、类型和选用，对于促进安全快速钻进技术的发展有着重要意义。
1 钻井液的作用1.1 携带和悬浮岩屑悬浮功能和携带功能指的是旋转钻进初期，利用钻井液循环利用这一特性，将钻井过程产生的岩石碎屑从井底携带到地面，从而保证了钻井过程畅通和井眼附近的清洁，钻头在整个过程中始终与新地层接触，可以有效避免重复削切问题的出现，从而减少钻头的磨损，提高钻井的效率，钻井过程更加安全。
当停止循环钻井液时，钻井液还可以发挥悬浮功能，将岩屑悬浮，有效预防岩屑下沉造成的卡钻事故。
1.2 稳定井壁与平衡压力钻井液可以附着在井壁上，形成致密的均匀的泥饼，可以封闭和稳定井壁，有效防止液相流体渗透进入地层，从而起到稳定地层的作用，避免泥页岩水化膨胀。
钻井过程中，要注意掌握和调整好钻井液的密度，井筒内液柱压力与地层压力要维持一个动态平衡，这样才能更好地防止井喷，确保井壁的稳定性，避免井壁塌陷。
1.3 冷却钻头和润滑钻具钻头是易耗品，在钻井过程中，长期摩擦生热，钻头温度上升。
钻井液循环利用的过程中会携带大部分热量到地面，同时还可以起到润滑作用，减少摩擦阻力，就可以有效降低钻具的温度，相对低温的环境可以延长钻头和钻具的使用寿命。
1.4 传输动力钻头喷嘴喷射出的高速射流状的钻井液，可以起到冲击井底岩石的作用，对井底的高压冲击力可以加速钻井效率，还可以提升井底岩石的破碎率。
钻井液的作用远远不止上述4点，随着钻井技术越来越成熟，对钻井液提出了越来越多的要求。
现代的钻井液必须与所遇到的具体的油气层相配伍，要满足地质要求，满足油气层要求，还需要不断向着环保方向改良。
气体钻井快速转换为常规钻井的钻井液技术
气体钻井快速转换为常规钻井的钻井液技术
许期聪;魏武;叶林祥;蒲刚;周长虹;许兵
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】气体钻井与常规钻井液钻井相比具有速度快、周期短、综合成本低等优点,但气体钻井结束后井眼在由气体介质转换成液体介质过程中,由于转换的钻井液性能不适应干燥的井下条件、转换工艺技术不合理,易出现复杂情况或事故,使得转换时间长,气体钻井优势没有充分体现出来.为解决气体钻井结束后转换成钻井液钻井的井壁稳定、井眼畅通和防塌等问题,在总结多年气体钻井现场实践经验的基础上,提出了气体钻井后转换为钻井液体系和气液转换工艺及井眼清洁的工艺技术措施.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】许期聪;魏武;叶林祥;蒲刚;周长虹;许兵
【作者单位】川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;川庆钻探工程公司川西钻探公司;川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;川庆钻探工程公司川西钻探公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
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5.苏里格快速钻井钻井液技术 [J], 王成鑫;孙志强;刘永刚
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气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术
气体钻井转化常规钻井的替入钻井液技术
刘翔;王娟;金承平
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2008(031)004
【摘要】针对全国大规模推广应用气体钻井技术的情况,详细地分析了气体钻井所形成的井眼条件和替入钻井液时可能发生的井下复杂.气体钻井时,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,加之井壁岩石干燥,没有滤饼保护,当气体钻井完成后替入钻井液时,易引起多种井下复杂.针对替入钻井液后可能发生的井下复杂,提出了气体钻井转化常规钻井的替入钻井液优化配方及现场工艺技术对策,并通过多口井的现场试验,对降低井下复杂,缩短恢复常规钻井的周期见到了明显效果.
【总页数】3页(P37-39)
【作者】刘翔;王娟;金承平
【作者单位】中国石油川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;中国石油川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院;中国石油川庆钻探工程公司钻采工艺技术研究院【正文语种】中文
【中图分类】TE242.6
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空气钻后气液转换新技术的探析
空气钻后气液转换新技术的探析发布时间：2021-05-07T15:17:01.773Z 来源：《工程管理前沿》2021年1月3期作者：闫甫[导读] 随着我国钻井技术的广泛应用，这在一定程度上极大的提高了钻井的速度，闫甫中原石油工程有限公司钻井二公司河南省濮阳市 457001摘要：随着我国钻井技术的广泛应用，这在一定程度上极大的提高了钻井的速度，也节约了钻井的成本。
但是，有一部分地区因为地理地质条件的原因和井身结构等原因，在在二开中就必须要完成常规的钻井液钻进，才能保证空气钻的提速是有效果的。
对于空气钻井的有效利用来说，离不开对新技术的探讨，本文将重点的阐述空气钻井在实际应用过程中出现的问题，进一步提出空气钻后气液转换的新技术，这样才能有效的发挥出空气钻井在实际应用中的最大价值。
关键词空气钻；后气液；转换；新技术；探析前言为了有效的提升机械工具的钻速，我国已经开始广泛的应用气体钻井的技术进行钻井工作，在我国的川东北地区，上地层结构相对来说比较稳定，满足了实施空气钻或者是泡沫钻井的条件。
现阶段，空气钻井在我国得到了比较广泛的应用，在川东地区的空气井就超过了40口，空气钻井有着很多的优势，其中，最重显著的优势是提速效果非常好。
但是，在空气钻井的具体应用过程中，还是存在着不少问题，比如说，一旦井壁出现了比较严重的失稳现象，就需要将空气钻井替换为原来的模式，长时间下去就会出现井塌卡钻的复杂情况，这样会严重的影响到空气钻井提速的效果，对之后的施工带来比较大的风险。
一、空气钻后气液转换现状现阶段，在气液转换时可以有效的使用钻井液体系主要包括了聚合物防漏防塌钻井液、水包油聚合物防塌钻井液、聚合物钻井液，转换工艺一般为分段替人的方式。
但是，需要注意的是毛管的自吸速度是很快的，这样可以达到滤液扩散的速度，这样的方式是不能阻止替入液中液体进入井壁微裂缝，这样井壁会出现比较高的失稳风险，对气液转换情况做了相关的统计之后，需要结合数据的情况，除少数井转换后能在3 d内划眼到底外，很容易出现气液转换之后井壁失稳的情况，通井划眼时阻卡是比较严重的，还存在着比较高的卡钻风险，还有一部分空气钻井存在着卡钻的情况。
石油天然气气体钻井操作规程
石油天然气气体钻井操作规程1.1 适用条件1.1.1 地层压力基本清楚。
1.1.2 地层岩性稳定性好，不易垮塌。
1.1.3 地层流体特性、组分、产量基本清楚，硫化氢浓度低于75mg/m3（50ppm）。
1.1.4 地层不产液或产液量很小且不致于造成井壁垮塌、钻头泥包、井眼堵塞等复杂。
1.1.5 气相为空气时用于非产层段钻进，气相为天然气、氮气时用于非高压高产地层钻进。
1.2 设计原则1.2.1 气体钻井设计应纳入钻井设计。
1.2.2 井身结构设计应以地层坍塌压力、孔隙压力、破裂压力综合剖面数据为依据。
在同一个裸眼井段，地层压力梯度应基本一致。
上层套管抗外挤强度应按全掏空进行设计，安全系数不小于1。
1.2.3 井身质量、上层套管固井质量要求应纳入设计中。
1.2.4 当地层产液不能满足气体钻井时，可转化为雾化钻井或泡沫钻井。
1.3 设备及场地要求1.3.1 井架底座净空高度足以安装气体钻井井口装置。
1.3.2 转盘通径足以通过旋转防喷器旋转总成。
1.3.3 产层全过程气体钻井，双闸板防喷器全闭闸板安装在下，半封闸板安装在上。
1.3.4 排砂管线出口应在环形防喷器以上，并使用专用节流管汇。
非产层气体钻井可不使用专用节流管汇。
1.3.5 氮气、天然气钻井录井取样口应离井口不少于30m。
1.3.6 应有足够的场地面积安装气体钻井设备，地面平整。
1.3.7 雾化钻井时，沉砂池容积不低于500m3，泡沫钻井时，破泡池容积不低于1000m3。
1.3.8 应进行在线气体监测。
1.4 施工准备1.4.1 作业前，由建设单位组织相关施工单位进行现场办公，落实各项准备工作。
1.4.2 六方方钻杆长度应满足旋转防喷器的驱动补心能进入旋转总成，大鼠洞深度、水龙带长度应与方钻杆长度相匹配。
1.4.3 钻具止回阀外径与所连接的钻杆接头或钻铤外径一致，产层气体钻井至少安装两只常闭式近钻头钻具止回阀，非产层气体钻井至少安装一只常闭式近钻头钻具止回阀。
钻井液优选流变模式
钻井液优选流变模式王福云摘要:钻井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提。
文中利用范式六速旋转粘度计对石油钻井液4种流变模式：幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式进行对比和分析，并对钻井液流变模式进行优选的4种方法，即流变曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和灰色关联分析法做了详细的阐述。
关键词:流变模式;钻井液;水力参数;流变曲线; 灰色关联分析法前言在钻探工作中，合理设计的钻井液是钻探工作成功的重要条件。
钻井液体的流变性能变化范围很大，不是一两种流变模式所能涵盖的，而不同的流变模式所诠释的流变性能不同，其流变参数也不一样。
钻井液流变模式的优选不仅对于准确计算流变参数至关重要，而且对于评价处理剂性能、优选钻井水力参数、分析研究井内净化和井壁稳定等均具有重要作用。
目前，广泛采用的钻井液流变模式有幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式。
在研究钻井液或处理剂的流变特性时，习惯做法是用六速旋转粘度计检测其在600、300、200、100、6、3rpm 时的读数，然后绘制流变曲线，这样得出的流变曲线精度不高，而且不能定性的表达与各种流变模式的拟合程度。
相关文献和实测现象均表明，6、3rpm 的数据因旋转粘度计内外筒环的液体呈塞流流动而不准确，这一点对高密度钻井液尤其突出，因此不能保留其直接的读数值。
本文分别介绍和分析了对流变模式进行优选的四种方法：曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和灰色关联分析法。
一、4种钻井液流变模型标准API中仅给出了幂律流体与宾汉流体水力参数的计算方法，这两种模式也是目前钻井界最常见的流变模式。
幂律流体（Power-Law Fuild，简称PL）服从指数规律。
聚合物钻井液一般属于这种类型。
宾汉流体（Bingham Fulid，简称BF）又称塑性流体，大多数钻井液并不是完全是宾汉型或幂律型，而恰恰是介于二者之间。
1926年，Herschel和Bulkley提出了带屈服值的幂律模式（HB 模式）。
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空气钻井转换钻井液的选型及转换过程
[摘要]空气钻井是指钻进过程中循环介质为空气。
这项先进钻井技术在国外应用已相当广泛，主要用于加快钻速、发现和保护油气层，解决长段井漏等问题。
川东北上部陆相地层以高陡背斜构造为主，地层具有液体少、不含硫化氢、压力低等特点。
运用空气钻井技术可以避免卡、漏等复杂事故，起到防斜打快，提高经济效益的目的。
但空气钻转化为钻井液施工过程中，由于井底地层压力不确定性及未形成致密泥饼，易发生恶性井塌及井漏。
本文从理论方面提出了与之匹配的钻井液体系，并在实践中获得了检验。
[关键词]川东北空气钻井陆相地层稳定性转换泥浆体系与
性能要求转换
中图分类号：te254 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）05-0003-01
川东北地区地质构造为陆相、海陆相交互和海相沉积。
其中上部陆相地层为高陡构造，砂、泥，页岩互层频繁，硬度大，研磨性强，可钻性差，漏层多，中下部地层破碎，井眼稳定性差，钻井中时常发生井漏，井漏后往往诱发井塌，并且漏失井段长，极易造成井下复杂，处理难度大。
上述隋况严重制约了川东北地区的天然气勘探開发进程，中石油西南油气田分公司在宣汉地区的七里北101井、七北2井、东升1井，黄金1井和其它多口井进行空气钻井试验，均取得良好的效果，但在空气钻井转换为钻井液钻井过程中，由于钻井液体系与性能不能有效地适应地层及井底压力的不确定性，加
之未形成致密泥饼，动失水量较大，部分井出现井壁失稳、井漏等复杂情况，严重的甚至造成卡钻事故。
选用匹配的钻井液体系、适当的钻井液性能，确保顶替过程中的井眼稳定及防止漏失至关重要。
1.川东北钻井现状
川东北普光气田自投入勘探钻井以来，先后完成了普光1、2、3、4、5、6、7井施工。
普光完钻井主要指标见表1。
通过钻井实践，在钻井施工中上部陆相地层存在以下技术难点和问题：
（1）岩石硬度高、研磨性强、可钻性差，钻井速度低。
（2）高陡构造，地层倾角大，井身质量控制困难。
（3）地层严重漏失、极易坍塌、掉块严重，井壁极不稳定。
钻井周期长，复杂事故多严重的制约了川东北气田的開发，为加快钻井速度，降低复杂事故，加快川东北气田的開发，中石化在老君1井实验開展空气钻井。
2.空气钻井转换钻井液钻井的主要原则
发现以下情况之一，应立即将空气钻井改为钻井液钻井：（1）地层出水大于5m3/h，地面表现为见液滴、砂样湿润，井下扭矩、摩阻增加，井壁不稳定。
（2）返出流体中全烃含量连续超过3%。
（3）返出流体中h2s含量超过5mg/m3。
3.空气钻井在老君1井的应用效果
老君1井二開空气钻进井段为：762.00m-3253.17m，总进尺为：2491.17m，纯钻时间：219.05h，平均机械钻速：11.37m/h。
通过
老君1井现场应用表明：机械钻速提高了4-15倍，并且有效的减小了井斜，同时避免了井漏、卡钻等井下复杂，大大缩短了建井周期，节约了钻井成本。
4.泥浆体系选择及性能要求
4.1转换过程主要风险
井塌：由于替入钻井液后，在液柱压力的作用下，泥浆滤液迅速，大量进入地层，泥页岩吸水产生水化膨胀，造成剥落掉块或垮塌。
井漏：由于空气钻进无法发现漏层以及漏层所在位置，替入钻井液后很可能出现井漏。
4.2钻井液体系选型及配置
针对以上难点，现场选用：螯合金属离子聚合物防塌防漏钻井液体系。
整合金属离子聚合物具有正电胶和两性离子聚合物两者的特性，金属离子聚合物钻井液表现出类似混合金属氢氧化物钻井液特殊的流变性和类似两性离子聚合物钻井液的强抑制性和低滤失量。
同时加入2%超细纤维及3%复合堵漏剂，防止顶替过程中发生井漏。
由与顶替期间地层压力的不确定性，现场分别配置了两种密度的钻井液。
配方：5%土+0.2%干粉+0.3%整合金属聚合物+0.3%烧碱+2%磺化褐煤+2%磺化沥青+3%磺化酚醛树脂+3%超细碳酸钙+2%超细纤维+3%复合堵漏剂，性能见表2。
该体系基于紧密堆积封堵理论：超细碳酸钙作为刚性粒子，软化点合适磺化沥青作为变形粒子，适合粒径的土为胶体粒子，改性无
机纤维为成网材料，该体系能迅速形成薄尔致密的泥饼，有效地防塌防漏。
5.现场钻井液转换
空气钻井至井深3253.17米，井下燃爆，起钻转换泥浆。
下光钻杆至3200.00米，按排量15l/min替入密度1.35g/cm3钻井液。
替入后小排量循环两周后提排量，到达正常排量均未发生井壁失稳及井漏情况，钻井液转换过程成功。
6.结论
空气钻井能大幅度的提高机械钻速，避免复杂及事故发生。
整合金属离子聚合物防塌防漏钻井液体系能够有效地确保转换钻井液施工的安全、顺利进行。