气体钻井技术及现场应用
空气钻井工艺研究与应用
与常规 钻井 相 比， 使 用 空气钻 井 时 ， 机 械钻 速可 增加 ３ —８ 倍， 具有钻速快 ， 钻井成 本低等优点 ， 见表
１。
表１ 某常规钻井与空气钻 井钻速 比较表
井斜 是 气体 钻 井 中遇 到 的 比较 突 出的 问题 ， 由 于空气钻井 的钻速高， 一旦发生井斜， 则会出现井斜 增 长很 快 ， 导致 井 眼偏离 设计 井位 ； 钻柱在斜 井 内易 靠在井壁下侧 ， 导致钻井事故 ； 下套管困难和下入套 管 不居 中 ， 直 接 影响 固井 的质量 等 问题 。 在气体钻井 中， 目前解决井斜最可行最有效的 技术 ， 即采用 空气 锤钻 井 ， 它是 一种低 钻压 ， 低 转速 ， 高冲 击破 岩 回转 钻 进 技术 ， 它兼 容 了气 体钻 井 和冲 击 回转钻 井 的优 势 ， 具 有 防斜打 直效果 好 ， 机械 钻速 高 等特点 。如 图 １龙 岗 １井 现 场实验 中 ， 井段 ８ ｏ ０ — ２ ０ ０ ０ ｍ 采 用 空气 锤 钻 进 ， 此 阶 段 的井斜 控 制在 ２ 。 左 右， 而在井段 ２ ０ ０ ０ ｍ￣ ． ． ３ ５ ０ ０ ｍ 采 用 牙 轮钻 头 钻 进 时， 井斜 明显增 大 ， 接近 ６ 。 。
整体钻进速度。这也是为什么气体钻井与泥浆钻井 相 比， 机械钻 速 明显提 高 的主 要原 因。
收 稿 日期 ｌ ２ ０ １ ２ 一ｌ １ —２ ６
空气 钻井 时 ， 下套 管 和注水 泥过程 中， 井 眼基本 上是 干 的 ， 当 水 泥流 经 套 管鞋 到 达未 处 理 的裸 眼 中 会 立 即凝 固 ， 阻止后 续 水泥浆 继续 进入环 空 ， 以至影 响后 续 的固井 质量 。另 外 ， 在 气体 条件下 ， 套管在 重 力作用下具有下贴近效应 ， 套管柱居中困难， 使水泥 环 难 以实现 对套 管柱 的 均质封 固。
国内外钻井新技术
国内外钻井新技术钻井作为石油勘探开发的重要环节，一直以来都在不断发展和创新。
近年来，随着科技的进步和需求的不断增长，国内外钻井行业涌现出了许多新技术，这些新技术为钻井作业提供了更高效、更安全、更环保的解决方案。
本文将重点介绍国内外钻井领域的一些新技术。
1. 气体钻井技术气体钻井技术是近年来钻井行业的一项重大技术突破。
相对于传统的液体钻井，气体钻井采用压缩空气或氮气作为钻进液，具有环保、清洁、高效等特点。
气体钻井技术不仅可以避免液态钻井液带来的环境问题，还能够减少地下水污染风险。
同时，气体钻井技术还能有效提高钻井速度，降低钻井成本。
2. 高压水力钻井技术高压水力钻井技术是一种利用高压水射流来切削地层的新型钻井技术。
该技术能够高效地切削硬岩和特殊地层，且对环境影响较小。
它采用高压水射流进行切削，可将地下岩层切削成细小的颗粒，减少钻井液量，降低钻井噪声和震动。
高压水力钻井技术不仅提高了钻进速度，还能够减少钻具磨损，延长钻头使用寿命。
3. 快速钻进技术快速钻进技术是一种钻井作业周期较短、效率较高的新技术。
通过优化钻井过程和提高钻具性能，快速钻进技术能够缩短钻进时间，减少钻井成本。
其中一项关键技术是采用高效钻井液和超强钻头，提高了钻进效率和钻头使用寿命。
此外，还可以采用一体化的钻井装置和自动化控制系统，提高钻井操作的精确度和安全性。
4. 智能钻井技术智能钻井技术是钻井行业的前沿技术之一。
它通过装备互联网、人工智能、大数据分析等技术，实现对钻井作业全过程的智能化控制和管理。
智能钻井技术可以实时监测钻井参数，预测地层变化，优化钻井方案，提高钻进效率和质量。
此外，智能钻井技术还可以对钻井装备进行远程监控和管理，减少了现场人员的风险和作业成本。
5. 高效钻井液技术高效钻井液技术是钻井作业中至关重要的一项技术。
它采用新型化学品和添加剂，改善钻井液的性能和稳定性，提高钻井作业的效率。
高效钻井液技术能够降低钻井过程中的摩擦阻力、降低地层损害、改善井壁稳定性等，从而提高钻井速度和质量。
白音查干区块气体钻井技术研究与应用
壁稳定性 、出水情况和地层 出油情况综合分析可以 看 出，最适合空气钻井 的井段为苏 红图组 、巴音戈
壁组二段地层 。同时在钻进银根组 、巴音戈壁一段 地层时应加强地层监测 ，做到水层 、膏层 、油层及
时发现 、及 时处理 。
二次开钻裸眼段 较长 ，且 白垩 系苏红 图组有大段水
根据 空气钻施工特点 ，选用钟摆钻具结构 ：牙 轮钻头 ＋ １ ４ ｎ Ｃ 根 ＋ １ ｍ ６ ／ ｘ ｉＤ ２ ２ 扶正器 ＋ １ ４ ｎ ｍ ６ ／ ｉ
ＤＣ ｌ 根 ＋５ｉ Ｐ ｘ５ Ｄ 。 ｎ
一
敏性较强 的玄武岩地层 ，井壁 易失稳 ，为确保 目的 层的安全钻进施 工 ，需要下人一定深度 的技术套管 将玄武岩封住 ，为第三次开钻井段快速安全施工提 供一个 良好 的井 眼条件 。针 对施工 中存 在的风 险 ， 科学合理地设计井身结构 ，能较好地满足空气钻井
表 １ 空气钻 井施工钻 头优选表
就 要转化 ｕ ，国内采用空气钻井时通常 的做法是地 层 出水大于５ｍ ／ 时转化为雾化钻井 ；而水敏性较 。 ｈ
强 的玄武岩地层极 易吸水 ，造成井壁坍塌失稳 ，且
目的层的出油现象 ，控制不得 当极易造成井下复杂
事故 ［ ２ １ 。 １ ． 井身结构设计 的科学性 ．２ ２ 针对新生界砂砾岩 、泥岩地层未成岩 ，压实程
该 区块 已完多 口施工井资料显示 ，白垩系整个
地层不同层段存在多个水层 ，据统计最大 出水量在
收稿 日期 ：２ １ —０ ０ １ ５—１ 修订 日期 ：２ １ —１ — ８ ３ ０ １ １ ２ 作者简介：周勇 （９ １ ，工程师 ，从 事气体钻井技术服务工作 。Ｅ ｍａ ：３ ０ ３ ３ ６ ｑ ｏ １７ 一） － ｉ １６ ６ ３ ＠ｑ ． ｍ ｌ ｃ
空气螺杆钻具研制、特性分析及现场实验与应用
空气螺杆钻具研制、特性分析及现场实验与应用中国石油勘探开发研究院钻井所北京石油机械厂作为新型的钻井技术，以空气钻井为代表的气体钻井和欠平衡钻井在国外油气勘探与开发中获得广泛应用，在国内也正呈快速发展趋势。
空气螺杆钻具是应用这类新型钻井技术钻定向井及其他特殊工艺井所必需的工具。
一、概述近些年来，气体钻井和欠平衡钻井在国外获得了比较普遍的应用，取得了显著的技术效益和重大经济效益。
例如，在满足相应的前提下，气体钻井如空气钻井、天然气钻井、氮气钻井、尾气钻井等，可成倍提高机械钻速，明显缩短钻井周期，降低钻井成本；欠平衡钻井，则可对储层进行有效保护，有利于提高钻遇率和开发率。
为推广和扩大空气钻井的应用规模，美国能源部曾规定2004年的空气钻井口数不低于本土总钻井口数的30%。
近些年来，我国也开始关注、尝试应用空气钻井技术，在一定规模上采用欠平衡钻井技术，取得了可喜的进展。
随着对这些技术在直井上应用经验的逐步积累和日渐成熟，在定向井及其他特殊工艺井上应用这些技术，已成为必然的发展趋势，这将在很大程度上扩展气体钻井与欠平衡钻井的应用领域。
空气螺杆钻具(或称气体螺杆钻具)是用气体钻井或欠平衡钻井技术钻定向井及各类特殊工艺井的必需工具。
但在2001年底以前，此类新型螺杆钻具产品在国内仍为空白。
中国石油集团长城钻井公司在伊朗承担的空气钻井项目，急需φ244(9-5/8")的空气螺杆钻具，经与外商询价，每台价格在13万美元以上，无法承受，大批量的购买更无从谈起。
为了解决生产急需和节约外汇，集团公司科技发展部考虑利用国内技术力量解决伊朗项目的现场急需，并为国内欠平衡钻井与空气钻井提供工具，决定成立“伊朗欠平衡钻井空气螺杆钻具研制”课题组，由中国石油勘探开发研究院钻井所和北京石油机械厂承担，并任命苏义脑为课题组长，组织攻关。
在2001年5月~2002年11月这一年半时间中，课题组克服了重重难关，终于完成了K7LZ120和K7LZ244两种系列的空气螺杆钻具样机的设计、制造、室内实验台架设计和空气钻井的有关理论研究工作，并于2002年7月进行了K7LZ120样机的地面实钻实验和2002年8月在长庆苏35－18井的下井实验，均取得成功。
充气钻井技术在大庆油田的应用
０９ — ．６ ｃ ． ５ ０９ ｍ 。他们都取得 了很显 著 的成果 。
在 大 庆外 围 深 层 升 深 ２—１ ７井 实 施 充 气 钻 现 场 试
验， 取得了很大成功 ， 该井是国内首次采用井底压力
庆 １３ １ ） ６ ４ ３
摘
要： 升深 ２—１ ７井是大 庆油 田第一 口充气钻井 。该 井采 用立 管充氮气 的钻井技 术 ， 在钻 探过 程 中， 通过对 充气
钻井工艺技术 、 套设备的优选等进行研 究 ， 配 应用井底压 力温度测 试技 术 ， 国 内第一 次实测 出充气 钻井井底 压力 在 温度变化情况 ， 证充气钻井 的成功 ， 保 有效地解决 了该 区块 地层可钻性差 、 岩石硬度 高 以及低 压低渗 火 山岩 储层 易
收稿 日期 ：０ ６— ２—０ ２０ ０ ８
降低井底压差 ， 减少对地层损害 ； （ ） 气钻 井 的钻 井 液 可 以利 用 常规 钻 井 液 充 ４充
气， 成本较低 ； （） ５ 充气钻井液携屑性能更好 ； （ ） 以减少 钻具磨 损和井 下 钻具 着火 的危 ６可
作者简 介： 周英操 （９ ２ ， 汉族 ） 黑龙江佳木斯人 ， １６ 一） 男（ ， 大庆石油 管理局钻探集 团副总经理兼 总工程师 、 教授级高级 工程师 ， 大庆石油学 院 博士后， 油气井 工程专业 ， 工学博 士， 从事 钻井科研 与管理工作 ， 黑龙江省大庆市乘风庄 ，０ ５ ）６ ６ ３ ， ｏ ｙ ｇ ｏ ｙ． ｑ ｃｐ ．ｏ ．ｎ （４ ９ ５ ８０ ９ ｚ ｕ ｉ ｃ ＠ｚｓｄ ．ｎ ｃ ｃｒ ｃ 。 ｈ ｎ ａ ｎ
较少。 １２ 充气钻 井 技术 的特点 ． １２ １ 优点 ．．
煤层气井钻井技术
缩小可钻性较差的地层进尺 。例如尽量避开研磨性的地 层。④ 钻柱摩
（ ） 壁稳定性差 。容易发生井 下复杂故障 。煤层 强度低 ，胶 １井 结性差 ．均质性差 ，存在较高剪切应力作用。 （ ） 层易受污 染 。实施煤层保 护措施难度 大。煤层段孔隙压 ２煤 力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液 、完井液和固井水泥浆中固相 颗粒 及滤液 的污染 ； 但在钻 井完井过程 中，为安全钻穿 煤层 ，防止井 壁坍塌 ，又要适 当提 高钻 井液完井液的密度 ， 持一 定的压 力平衡 ， 保 这 就必然会增加其固相含量和滤失量 ，加重螨层的污染。 ｝ （ ）煤层破碎含 游离气 多，取 心困难。煤层机械 强度低 ，胶结 ３ 性差， 空隙 大 ， 一般 煤层 取心收获率低。而且煤 层气 井都是选择在 含 气量较 高的煤 区，割心提升 时 ，随着取心筒与井 口距 离的缩 短 ， 心 煤 中游离气不断逸 出 ，当达 到一定值时会将煤 心冲出取Ｊ ， 成取心 筒 造
低密度水泥浆种类多， 有空心徽珠低密度、 泡沫低密度、 山 火． 灰
低密度和其他类型低密度水泥浆等 。 空心微珠是煤燃烧后 经水和 电除尘处理的产品 ，与煤的亲合力较 好 ，密度低 、 破能力 可达 １０ ａ 抗 ４Ｍｐ ，能满 足煤层气 固井和生产 作业 的需要 。中原固井研制的高强度 、低密度水泥浆 ，其密度可降至 １ Ｏ ． ２ ｅ ｍ＇ ｇ ，水泥石抗压强度可达 １Ｍｐ以上 ，在油层固井 中应用较多 ，在 ｃ ５ ａ 煤层气固井 中也进行了成功应用 ，效果好 。 泡沫低 密度水泥浆 由于其 强度低 ，不能满足射孔和酸化压力的需 要 ，—般只能作为填充水泥浆使 用。火 山灰和其他类型低密度水泥浆 的密度相对较高 ．对储层保护不利。
雾化钻井解决空气钻井地层出水问题
四、雾化钻井现场应用
火北地区空气钻井地层出水情况
火北021井311.2mm井眼自井深34m开始使用空气钻井，当空气钻进至井 深207m时排沙口岩屑返出减少，继续钻至213m时不返岩屑，同时发现排砂 口返出少量水。短提发现钻具本体上粘附有泥饼，增加气量至200m3/min， 循环观察，排砂口返出岩屑呈“糊状”。空气钻井无法继续进行，现场研 究决定转化为雾化钻井。
三、雾化钻井携岩、携水机理
乳化地层水、保持环空呈雾化稳态流
通过含有表面活性剂的雾化液，充分乳化少量的地层产出液，有效降低地层 水的表面张力，增强气体的卷席作用，气流将液膜卷席呈颗粒状液滴进入气流中 ，井筒周围的环形液膜逐渐减薄，促使环雾流向雾状流转变，使整个循环系统气 液固分布均匀。井眼循环畅通无阻，有利于空气流/雾化液使钻屑从井底快速返 出，实现正常的雾化钻井。
四、雾化钻井现场应用
雾化钻井实施情况
根据空气钻井地层出水时返出的“糊状”岩屑分析，地层水与钻屑 “粉尘”发生造浆反应，形成的泥饼环无法通过单纯的提高空气排量带 出井筒。现场配制了加入有发泡剂、井壁稳定剂的雾化液，用于分散岩 屑和地层产出液，使环空内气、液、固态物质呈雾态流，增强气流的举 屑能力。现场雾化液注入排量为40L/min，空气排量120～150m3/min。建 立循环后，注入的雾化液全部雾化，排砂口返出岩屑正常，说明雾化液 清洗井筒及携岩效果良好。
三、雾化钻井携岩、携水机理
分散“岩屑团”，增强空气举升力
雾化液特有的起泡、吸附、润湿反转等作用，将 遇水粘结成的钻屑团和粘附井壁的钻屑分离开来，防 止液滴聚集、钻屑堆积现象再度发生。这样可以大大 增强空气流举屑、携水能力。
四、雾化钻井现场应用
2012年新疆油田公司在火北区块火北021井、火北022 井实施了两口空气/雾化钻井。该区石炭系推覆体火成岩地 层预测厚度达2360m，火成岩地层坚硬，可钻性差，机械钻 速低。鉴于气体钻井技术在提高机械钻速方面具有较大的 优势，在该区石炭系较稳定地层实施空气钻井。
《气体钻井教程》课件
气体钻井的应用场景
总结词
气体钻井适用于多种地层和复杂地质条件下的钻井作业，尤其适用于易漏失地层和低渗 透地层的钻井。
详细描述
由于气体钻井具有对地层伤害小、可有效防止地层漏失和降低环境污染等优点，因此适 用于多种地层和复杂地质条件下的钻井作业。例如，在页岩气、煤层气等非常规能源开 发中，气体钻井技术得到了广泛应用。此外，在石油、天然气等常规能源开发中，气体
案例二：某气田气体钻井技术应用
总结词
解决复杂地层问题、提高产能、安全 可靠
详细描述
某气田针对复杂地层采用气体钻井技 术，有效解决了地层漏失和井壁不稳 定等问题，提高了单井产能和采收率 ，同时也保障了钻井施工的安全可靠 。
案例三
总结词
应对复杂地质条件、优化技术方案、提高安全性
详细描述
针对某地区复杂地层的特点，采用气体钻井技术时面临着诸多挑战。通过优化气体钻井技术方案，改 进钻井液性能，加强现场监测与控制，有效提高了钻井施工的安全性和成功率。
环保要求与可持续发展
严格环保法规
01
各国政府将加强环保法规的制定和执行，对气体钻井的环保要
求将更加严格。
清洁能源利用
02
气体钻井将更多地利用清洁能源，如天然气、氢气等，减少对
化石燃料的依赖。
可持续发展战略
03
气体钻井将更加注重可持续发展，通过技术创新和环保措施实
现经济效益和环境效益的双赢。
市场竞争与合作
采收率。
降低摩擦阻力
气体钻井的流体阻力较 小，有利于提高钻柱的
稳定性和旋转速度。
减少环境污染
气体钻井使用的流体不 含有水、盐或其他化学 物质，从而减少了对环
境的污染。
缺点分析
空气螺杆钻具
空气螺杆钻具空气螺杆钻具研制、特性分析及现场实验与应用作为新型的钻井技术，以空气钻井为代表的气体钻井和欠平衡钻井在国外油气勘探与开发中获得广泛应用，在国内也正呈快速发展趋势。
空气螺杆钻具是应用这类新型钻井技术钻定向井及其他特殊工艺井所必需的工具。
一、概述近些年来，气体钻井和欠平衡钻井在国外获得了比较普遍的应用，取得了显著的技术效益和重大经济效益。
例如，在满足相应的前提下，气体钻井如空气钻井、天然气钻井、氮气钻井、尾气钻井等，可成倍提高机械钻速，明显缩短钻井周期，降低钻井成本；欠平衡钻井，则可对储层进行有效保护，有利于提高钻遇率和开发率。
为推广和扩大空气钻井的应用规模，美国能源部曾规定2004年的空气钻井口数不低于本土总钻井口数的30%。
近些年来，我国也开始关注、尝试应用空气钻井技术，在一定规模上采用欠平衡钻井技术，取得了可喜的进展。
随着对这些技术在直井上应用经验的逐步积累和日渐成熟，在定向井及其他特殊工艺井上应用这些技术，已成为必然的发展趋势，这将在很大程度上扩展气体钻井与欠平衡钻井的应用领域。
空气螺杆钻具(或称气体螺杆钻具)是用气体钻井或欠平衡钻井技术钻定向井及各类特殊工艺井的必需工具。
但在2001年底以前，此类新型螺杆钻具产品在国内仍为空白。
中国石油集团长城钻井公司在伊朗承担的空气钻井项目，急需?244(9-5/8?)的空气螺杆钻具，经与外商询价，每台价格在13万美元以上，无法承受，大批量的购买更无从谈起。
为了解决生产急需和节约外汇，集团公司科技发展部考虑利用国内技术力量解决伊朗项目的现场急需，并为国内欠平衡钻井与空气钻井提供工具，决定成立“伊朗欠平衡钻井空气螺杆钻具研制”课题组，由中国石油勘探开发研究院钻井所和北京石油机械厂承担，并任命苏义脑为课题组长，组织攻关。
在2001年5月?2002年11月这一年半时间中，课题组克服了重重难关，终于完成了K7LZ120和K7LZ244两种系列的空气螺杆钻具样机的设计、制造、室内实验台架设计和空气钻井的有关理论研究工作，并于2002年7月进行了K7LZ120样机的地面实钻实验和2002年8月在长庆苏35－18井的下井实验，均取得成功。
煤层气多分支水平井技术及现场应用
煤层气多分支水平井技术及现场应用李兵摘抄多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼，也可以在分支上继续钻二级分支，因其形状像羽毛，国外也将其称为羽状水平井[1]等。
多分支水平井集钻井、完井和增产措施于一体，是开发低压、低渗煤层的主要手段。
煤层气多分支水平井工艺集成了煤层造洞穴、两井对接、随钻地质导向、钻水平分支井眼、欠平衡等多项先进的钻井技术，具有技术含量高和钻井风险大的特点。
目前美国、加拿大、澳大利亚等国应用多分支水平井开采煤层气已取得了非常好的效益[2]，而我国处于刚刚起步阶段。
2005年廊坊分院组织施工的武M1－1羽状水平井顺利完钻，该井垂深达900m，是世界最深的一口煤层气羽状水平井。
2005年底山西晋城大宁煤矿完成DNP01、DNP02两口羽状水平井，每口井的日产气量约为2～3万方。
2006年2月中联煤公司完成了DS－01井的钻井施工，目前该井处于排水阶段。
与此同时，华北与CDX、长庆、辽河、远东能源等国内外企业都已启动了羽状水平井开发煤层气的项目。
多分支水平井是煤层气高效开发方式的发展趋势，该技术的普遍应用必将为煤层气的勘探开发带来突破性进展，在我国掀起开发煤层气的热潮。
1煤层气多分支水平井钻井技术难点分析煤层气多分支水平井工艺集成了水平井与洞穴井的连通、钻分支井眼、充气欠平衡钻井和地质导向技术等，这是一项技术性强、施工难度高的系统工程。
同时为了保持煤层的井壁稳定，煤层段一般采用小井眼钻进（φ152.4mm井眼），因而对钻井工具、测量仪器和设备性能等方面都提出了新的要求。
煤层气多分支水平井面临的主要难点可概括为如下几点：（1）煤层比较脆，而且存在着互相垂直的天然裂缝，而这种脆性地层中钻进极易引起井下垮塌、卡钻等复杂事故，甚至井眼报废。
(2）煤层易受污染，储层保护的难度大，一般需采用充气钻井液、泡沫或清水等作为煤层不受污染的钻井液体系。
（3）由于煤层埋藏比较浅，同时井眼的曲率较大，钻压难以满足要求，同时钻水平分支井眼时钻柱易发生疲劳破坏，导致井下复杂。
空气钻井技术在柳林煤层气井的应用
2012 年第 39 卷第 2 期 3 3． 1 空气钻井技术 液压顶驱动力头钻进工艺
探矿工程（ 岩土钻掘工程）
37
（ 4 ） 若钻井液在井下停留时间较长， 应在钻井 ， 液中加入适量除氧剂 防止处理剂变质及对井下金 属的腐蚀； pH 值达不到要求， （ 5 ） 严格控制钻井液 pH 值， 应加入 NaOH 调节； （ 6 ） 作业完成， 可根据要求加入破胶剂加速破 胶返排投产。 4． 4 防斜措施 传统的钻探工艺为了使钻孔垂直， 一般采取轻 压吊打 的 办 法， 精 确 度 低， 钻 进 速 度 慢。 我 们 在 T685WS 型钻机上配置了直孔纠斜的定向钻井工艺 技术， 使之能有效防斜和纠斜， 井斜及全角变化率全 部满足技术要求。 4． 5 施工要点及注意事项 （ 1 ） 下钻前应对冲击器进行地面试验， 确认冲 击器工作正常后方可下钻。 （ 2 ） 下钻时速度不能过快， 如果遇阻可人力转 动钻具， 不能猛蹾钻头和冲击器。 （ 3 ） 钻进正常后， 应及时开启机油滴注器为冲 击器加注润滑油， 以防冲击器干磨卡死。 （ 4 ） 严禁钻具在不回转时进行钻进， 否则容易 使井眼形成键槽， 造成回转阻力增大， 扭断钻具或造 成井斜。 （ 5 ） 随着井深的增加， 井内压力逐渐增大， 若在 冲击器进行工作时井口出现不返渣的情况 ， 应及时 有条件的可向井内加注一些泡沫液 上下活动钻具， 进行排渣， 直到岩屑排净才能继续钻进。 （ 6 ） 钻进时严密监视空气和岩屑上返情况， 遇 有坍塌和漏失地层， 要及时加注泡沫剂， 确保岩屑正 常上返， 以防埋钻事故。如遇严重坍塌， 则应及时采 取措施或更换为常规泥浆钻进工艺 。 （ 7 ） 由于空气不可能悬浮岩屑， 空气钻井时， 起 钻或接单根前必须进行充分循环， 将井下钻屑或其 他沉积物带到地面。 循环时间长短取决于井下情 况， 具体应观察排岩管线出口， 确认钻屑含量明显降 低了， 才能开始起钻或接单根作业。 （ 8 ） 观察分析取出岩屑的粒度、 湿度和返量， 判 断井下出水量大小及井壁稳定性， 根据不同情况分 别采取循环、 增大注气量、 雾化钻进等措施。 5 5． 1 实际效果 钻井效果
氮气钻井技术简介
氮气钻井技术简介汤平汉氮气钻井是气体钻井的一种方式，属于欠平衡钻井的范畴。
气体钻井技术作为中国石油集团公司近几年的重大现场试验项目，己显现出了较好成效，具有良好的推广应用前景和巨大市场。
一、慨念氮气钻井就是将高压氮气作为钻井介质，注入钻具内,氮气在流经钻头时冷却钻头，携带钻屑,再通过井口及排砂管线排出,以实现钻井任务，达到发现油气层的目的。
二、氮气钻井技术工艺流程现常用的氮气钻井技术，是以空气为工作对象，用空压机对空气先进行初级加压；然后输到制氮机，制氮机生产出氮气；氮气输到增压机，增压机对氮气进行增压；通过管线将高压氮气经立管三通注入钻具,氮气通过钻头时对钻头进行冷却,同时完成携带岩屑的任务,再通过井口,氮气和钻屑进入排砂管线,排砂管线上安装一个岩屑取样器便于取砂样,最后到岩屑池。
三、氮气钻井技术设备在常规钻井配备装置的基础上，氮气钻井作业还需配备供气设备，主要有空压机、膜制氮机、增压机和旋转头等, 供气设备的供气量必须满足氮气钻井设计要求。
（1）空压机－先对空气进行初级加压，生产出压缩空气；（2）膜制氮机－从压缩空气中分离出氮气；（3）增压机－对氮气进行增压；（4）旋转头－密封方钻杆与环空通道；（5）排砂管线－排出气体及携带的钻屑；此外，根据不同的要求，还可选用气体钻头、空气螺杆钻具、空气锤、不压井起下钻装置及管阀件。
满东2井氮气钻井配备的专用设备主要有：2套撬装式制氮机，每套制氮机的制氮量45m³/min、额定输出压力15MPa，包抬3台空压机、1台膜制氮机、1台增压机；2台制氮车，每台制氮车制氮量15m³/min、额定输出压力35MPa；Williams7100旋转控制头1套。
四、氮气钻井技术地质条件在钻井工程上，只要所钻井筒单位时间内产出的液体少于一定数量，注入的氮气能够冷却钻头，携带出钻屑,不影响正常钻进条件下，都可以采用氮气钻进。
经计算，在满东2井5 7/8″的井眼，当液相产出量不超过2.0m³/h时，可以采用氮气钻进，否则，需转换成常规钻井液钻进。
低压储层气体钻井起下钻井口安全控制技术应用
銎： Ｉ
第一作者简介 ： 董玉辉（ ９０） 男（ １ ８－ ， 汉族） 黑龙 江绥化人 ， ， 助理工程 师， 现从事气体／ 欠平衡 钻井研究工作 。
Ｔ ——标准状态下的大气温度 。 ０ 对于内径为ｊ １２ ２ ６ｍｍ， 『 长度为 ８ ｍ的 ７ ０ 排砂管 ， 计
图 ２ 抽 吸导引力模型
△— Ｐ 吉Ｉ ＰＰ ｚ 一一 Ｄ
式中 ： ｒ 注气量 ， ／ ； ｍ３ｓ
］ 。
（ １ ）
算得出 ： 地层的出气量达到 ２ ｍ ／ ｉ 时需要抽吸压力 ０ ３ｍ ｎ 是 ０ ０ＭＰ 。则在地层 出气量不超过 ２ｍ ／ ｉ ．５ ａ Ｏ ３ｒ ｎ的条 ａ 件下保证井 口的安全起下钻作业 ， 从而达到井 口安全控 制 的 目的 。 。 ３ 起下钻井口安全控制技术工艺流程 （） １起钻时 ， 全井应用斜坡钻杆通过旋转防喷器起 钻， 当起钻到钻铤上一柱钻杆位置时， 关闭闸板防喷器 ， 把常规旋转防喷器总成更换成可通过钻铤 、 螺扶的总成 及其配合胶芯 ， 同时在排砂管线 出口， 打开一台空压机 ， 使压缩空气流经排砂管线 的末端 ， 在排砂管线的前端产 生负压， 抽吸井 内的气体 ， 使井内气体经排砂管线排放。 （ ） 头 底部 起 至全 封 闸板 防喷 器 以上 ０ ２ ２钻 ． ～ ０ ３ 关 闭全封 闸板 防喷器 。 ． ｍ， （） ３更换 钻 头或钻 具 。 （） ４下钻 时 ， 通过 引锥 把钻具 穿入 胶芯 ， 安装 可通 过 钻铤、 螺扶 的总 成及其 配 合 胶 芯 ， 头 下 至全 封 闸板 上 钻 方 ， 开全封 闸板 ， 打 同时 打 开 自吸装 置 ， 力 完 全 泄掉 ， 压 然后继续下钻， 通过钻铤之后 ， 更换成常规的旋转防喷 器总成和胶芯， 继续下钻 。 ４ 现 场试验 情 况 低压储层气体钻井起 下钻井 口安全控制技术在长 深 １ ０井 应 用 ， 钻 铤 、 扶 总 成 能 够 与 Ｘ ３ — 过 螺 Ｋ５ １． ／１ ０５ ２旋转防喷器壳体相配套使用 ， 其内部含有 ２ 个 特 制胶 芯 ， 能够实 现通 过 ｊ ２４ ２ １ｍｍ 螺 扶 后 对 １９ 『 ５ｍｍ 钻 铤 的密封 ， 并始 终 能保 证 一 个胶 芯 密封 钻 铤 ， 而 实 从 现起下底部钻具组合时 ， 对井 内气流的密封 ； 自吸装置 在注入 ３ ｍ ／ ｉ 的气体时 ， 口所产生的抽吸引导力 ５ ３ｒ ｎ ａ 井 为００ ＭＰ ， ． ５ ａ能够将井 口地层气体引导至排砂管 出 口， 起下钻过程中多次点火成功， 最大后效烃值 ８ ， ５ 最高 火焰高度 １ｍ， ０ 最长持续 时间 １ ｍ ｎ 实现 了低 压储层 ０ ｉ， 气体钻井安全起下钻。
气体钻井钻完井过程中的井口安全及环保控制技术
气体钻井钻完井过程中的井口安全及环保控制技术气体钻井是指以天然气或氮气为钻井液的一种钻井方式。
气体钻井具有环保、高效、节能等特点，在现代油气勘探中得到了广泛应用。
然而，气体钻井过程中会产生一定的井口安全和环保隐患，需要使用特定技术控制。
本文将详细介绍气体钻井钻完井过程中的井口安全及环保控制技术。
井口安全控制技术在气体钻井的钻完井过程中，井口安全控制是必不可少的一项技术。
主要包括以下几个方面：1. 合理布置井口安全防护设施井口安全防护设施是保障井口工人和设备安全的重要手段。
在气体钻井的钻完井过程中，井口防护设施应包括防爆网、燃气检测器、防毒面具等。
特别是钻井现场应该设置明显的警示标志，防止工人受伤和设备受损。
2. 强化井口通风在气体钻井的钻井过程中，由于钻井液为天然气或氮气，会产生大量气体，并且当井深增加时，井筒内的气体压力也会随之增加。
为了防止产生气体爆炸，应强化井口通风，使井筒内气体压力能够适时释放。
同时，通风系统应接通到燃气检测器，一旦探测到可燃气体，可自动切断通风机运行，并发送报警信号。
3. 控制井口温度气体钻井过程中，为了防止井口温度过高而引发危险，应该采取有效措施，控制井口温度。
一般采用通风降温、加装冷却设施等措施，同时还要做好视频监控、隔离帘帘等传统方案，确保操作人员经常观察井口，及时发现问题，防止事故发生。
4. 加强井口火源控制在气体钻井的钻完井过程中，应避免火源，将现场锅炉、发电机等设备隔离远离井口。
特别是不能在井口使用明火作业，如电焊等。
如果井口存在一定的火源危险，应当采用特殊的隔离措施，例如覆盖防爆板等。
环保控制技术气体钻井的钻完井过程中，还会产生一定的环保问题，需要使用特定技术控制。
主要包括以下几个方面：1. 节能降耗在气体钻井过程中，采用低粘度的钻井液、提高钻井速度、合理选择护壁等方式可以有效节能降耗，减少环境污染。
2. 合理处理钻井液废弃物钻井液废弃物是气体钻井过程中产生的主要废物之一，如果不加处理直接排放，会对周围的环境造成污染。
气体钻井技术
一、气体钻井技术的发展 二、气体钻井技术及装备 三、应用效果及典型井例
一、气体钻井技术的发展
气体钻井技术1953年 起源于美国，是以气体 、气液混合流体作为循 环介质代替钻井液的钻 井技术。
注入泥浆
注入气体、气 液混合流体
一、气体钻井技术的发展
气体钻井技术的优点：
➢ 极大降低对产层的损害，提高勘探开发效益 ➢ 消除井漏对钻井作业的影响 ➢ 可获得更高的钻进速度，降低钻井作业的总成本（井越深，其
工艺 技术
基础理论研究和工艺技术比较 成熟，开发了系统的地质适应 性评价技术和设计软件
与气体钻井应用发展的两个阶段相对应，美国气体钻井技术的 发展有明显的“两阶段”痕迹。
一、气体钻井技术的发展
第一阶段（1950～1990年）应用于非储层的提速、增效，进 尺占总钻井进尺的16％（美国能源部）
该阶段主要成果 ➢ 大功率空气压缩机、增压机等核心装备研制 ➢ 空气锤、空气钻井系列牙轮钻头等工具研制 ➢ 空气钻井的理论体系、专用软件配套工艺研究
一、气体钻井技术的发展
同时，针对井壁稳定、地层出水等难题，国外还发展了基于测井 资料分析井壁稳定、出水预测的公司专有技术，并未形成商业化软 件。针对地层出水，也发展了包括雾化、泡沫、充气钻井在内的技 术系列，以及一些堵水、固结松散地层的公司专有技术。为了研究 气体钻井井筒流动规律，美国Tulsa大学、斯坦福大学、宾西法尼亚 大学以及挪威的国家实验室，都建立了模拟流动试验架，进行了试 验研究与理论研究，在此基础上形成了气体钻井流动的理论体系。
一、气体钻井技术的发展
国内外气体现状对比
项目 应用 规模
装备
国外
国内
进尺占总进尺的30%
气体钻井后续工艺技术研究与应用
在空气钻井有 毒气体 ， 至于井 内气 体浓 度增 加至 不 燃 爆点 发生燃 爆或 高浓 度 的可燃 有 毒 气 体 从井 口溢 出 伤人 ， 在起下 钻 、 井时 要求采 用氮 气抽 吸 、 环排 砂等 通 循 措施 ， 引导 、 排除井 内气 体 ， 持井 内清 洁 。 保 ３ ２ 浅层气 溢 出情况 下下套 管 固井技 术措 施 ．
将 出 现弹性 区和塑 性软 化 区 ； 如果 地 应 力 载荷 很 大 ， 井 眼周 围塑性 软 化 区进 一 步扩 展 ， 井 眼周 围会 出现 残余 在
区 川。
一 一 一 区 一 一 一
圈 １ 气体钻井井壁稳定性分析模型
１２ 气 体钻 井 转换 介质 后 井壁失 稳分 析 ． 气 体钻 井转 换介 质 后 的井 壁失 稳 问题 是 限制 气 体 钻井 优 势发 挥 的重要 瓶 颈 问题 之 一 。气 体钻井 完成 后 ， 转换 为泡 沫 钻井 ， 因泡 沫失 水 对 井 壁 岩 石 的 水 化 作 会
摘
要： 气体钻 井 已经成 为 比较成 熟的 一项钻 井技 术 ， 它可 以 大幅度 地提 高机 械 钻速 ， 有效 地保 护 储
层 。但在气体钻井后续工艺中， 常常因为介质转换而发 生井壁坍塌、 卡钻等井壁失稳现 象， 影响气体 钻 井 的整体 时效 。分析 了气体 钻 井及 转换 介质 后 井壁 失稳 的力 学特 点 ， 结合 川渝地 区气体钻 井 实践 ，
岩石 的力学 的不 稳定 性 ＿ 。 １ 】
研究 结果 表 明 ： 体 钻井条 件下 在井 壁周 围 由于应 气
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。
气体泡沫钻井液技术
三、气体泡沫钻井技术主要内容
抑制防塌实验
配方 清水 0.5% 泡沫剂 0.5% YJB-1 8%KCl 泡沫配方
岩屑回收率/% 81.1 91.7 93.8 93.2 97.1
抗盐污染实验
250 200 150 发泡高度/mm 100 50
0
配方 配方+10%NaCl 配方+3%CaCl2
三、气体泡沫钻井技术主要内容
（六）气体泡沫钻井现场工艺技术
容积5m3，设计压力10MPa
研制了一套泡沫 预析液装置，可以提 高入井的泡沫干度， 已 在 DP22 进 行 现 场 试 验，泡沫干度由 70% 提高到90%。
三、气体泡沫钻井技术主要内容
现场消泡工艺技术： 负压消泡技术 热辐射消泡技术
三、气体泡沫钻井技术主要内容
二、气体泡沫钻井技术简介
利用雾泵，将一定配比的泡沫液泵入泡沫发生器，与气体设备 （氮气、空气）所产生的气相混合，产生均匀的高速泡沫流，经高压 立管、注入井下；氮气泡沫携带岩屑返出地面时，经消泡装置进行消 泡处理，清除钻屑，然后再调整性能使其再次循环发泡的一项新技术。
二、气体泡沫钻井技术简介
➢ 密度低-可在低压地区用于欠平衡钻井
三、气体泡沫钻井技术主要内容
制定泡沫剂的标准
三、气体泡沫钻井技术主要内容
泡沫高度，mm
半衰期，min
常温 150℃加热后
250 200 150 100 50
0 0%
5% 10% 20% 30% 40% 原油含量
%
5% 10% 20% 30% 40% 原油含量
235 ＞240
225
220
255 ＞240
190 230
KPAM 0.5
川东北地区气体钻进后的钻井液技术及应用
文章编号:100125620(2006)0520018203川东北地区气体钻进后的钻井液技术及应用冯学荣 贾兴明 周华安 高升科(四川石油管理局川东钻探公司,四川成都)摘要 川东北地区大部分采用气体钻进的井段为上部地层,主要岩性为泥页岩,气体钻进后替入水基钻井液,经常发生复杂情况。
分析了气体钻进后顶替钻井液初期容易发生井塌、井漏等复杂情况的原因,介绍了解决川东北地区气体钻进后井壁失稳的钻井液技术对策、技术方案及防止井壁失稳的钻井液工艺技术。
在七北101井、东升1井现场应用证明,该工艺技术可行,解决了气体钻进后井壁失稳、严重井漏的技术问题。
关键词 川东北地区 气体钻井 替浆 井眼稳定 井漏中图分类号:TE242.7文献标识码:A 气体钻进具有循环压耗低、带砂能力强且迅速、井眼净化效果好、能防止井漏和减少环境污染等优点,但也存在不少限制因素,如:产水地层、含有塑性石膏等均会对气体钻进产生不利影响,甚至不能采用气体钻进。
在气体钻进后或气体钻进过程中,为了进行一些特殊的施工作业,往往需要替入水基钻井液进行压井,以完成相应的施工作业或继续钻进。
此时,如何让一个干燥的、处于欠平衡状态的空井,在替入钻井液后,不发生垮塌、缩径、井漏、虚厚泥饼卡钻等复杂问题,尽快恢复正常钻进或其它施工作业,是气体钻井后留给钻井液工作的最大难题。
根据气体钻井的实钻情况,在气体钻进完成、替入钻井液后,大于80%的井出现了复杂情况,其最根本的原因是井壁稳定问题。
轻则阻卡、划眼,重则因卡钻后难以处理导致侧钻,严重影响了气体钻井的成果。
1 气体钻进过程中替入钻井液后井壁失稳的原因分析及技术对策1.1 原因分析在气体钻进中,井眼内充满了干燥的空气或氮气,泥页岩不存在水化膨胀等因素,只要井内气体柱压力不低于井壁坍塌的临界压力,就不会出现垮塌的问题。
但是,气体钻进中,井筒内气柱压力低于地层压力,处于一种欠平衡状态,伴随着空气锤的震动,在井壁周围产生了更多的微裂缝,或加剧了井壁周围微裂缝的发育,由于井筒中循环介质为空气、氮气或其它气体,使地层岩石孔隙的连通性更好、渗透率得到了保持或增加,表现为井壁周围地层的破碎性加剧。
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一、气体钻井现场试验情况
（2）井壁稳定评估 对邻井窿10井200－ 4600m井段岩屑进行了室内 水化膨胀实验。200m取一 个岩屑样品，利用玉门青西 地区地层水对22个岩样进行 了岩屑水化实验。
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4200 4400 4600 4800 5000
机械钻速 （m/h）
6.81
8.42
6.91 4.66 5.29 2.67 7.19 2.93 2.50 2.89 4.16
一、气体钻井现场试验情况
与邻井机械钻速对比
井号
钻进井段 （m）
进尺 井眼尺寸 纯钻时间 （m） （mm） （h）
窿14 窿10 窿106
1358－1456.63 1456.63－1977.13 1977.13－2670.02
一、气体钻井现场试验情况
（4）空气螺杆试验 在雾化钻井过程中，在2255.86-2335.84m井段试验了φ197mm 的空气螺杆，钻进79.98m起钻后检测发现空气螺杆不转动，空气 螺杆使用寿命10h。 钻井参数：钻压10-20KN，转速30-40rpm 空气注入参数：注入量100m3/min,注入压力3.0MPa左右 胶液注入参数：注入量25L/min 平均机械钻速7.19m/h,最快机械钻速60m/h。钻至井深2331m 以后机械钻速基本在1.0m/h左右。
一、气体钻井现场试验情况
（3）牙轮钻头空气/雾化钻井 空气锤钻井后，下入牙轮钻头进行空 气钻井，由于地层出水，钻进过程始终不 见岩屑返出，钻进10m后转化为雾化钻井， 岩屑返出正常。钻进井段1456.632430.19m，进尺973.56m，平均机械钻速 4.58m/h。 钻井参数：钻压10-30KN,转速70－ 80rpm 空气注入参数：注入量100m3/min,注 入压力2.8MPa左右 胶液注入参数：注入量25L/min
一、气体钻井现场试验情况
2、可行性论证 在前期区域可行性论证的基础上进行了水层预测和井壁稳定评 估。 （1）窿14井水层预测 利用窿14井邻井窿14井和隆106井测井资料、地质分层及其对 比、岩性特征等，对窿14井井深500－3800m井段储层及其含水情况 进行了评价预测。 500－2240m：无水层。 2240－2740m：存在水层的可能性。 2740－2850m：存在水层。 2850－3330m：水层发育段。 3330－3760m：有发育水层。 3760－4940m：裂缝较发育，未进行储层划分。
气层厚度(Байду номын сангаас)
2 7 5 3 5 2 6 6 /
钻遇概率 (%) 50 50 50 50 50 50 50 50 50
油气水层预测
气层 水层 气层 气层 气层 气层 气层 气层 水层
一、气体钻井现场试验情况
红台地区储层产能情况
井号
疙8 疙9 红台2 红台6 红台8
层位
J2s J2s J2s J2s J2s
Φ152.4mm钻头×5200m Φ127mm表套×5200m
一、气体钻井现场试验情况
（三）现场应用情况
1、主要设备
序号 1
设备名称 顶驱
2
空压机
3
空压机
4
空压机
5
制氮车
6 井口控制系统
7
空气锤
8
空气螺杆
9 空气震击器
10
雾化泵
数量 1台
2台
4台 1台 1台 1套 1支 1支 1支 1台
规格型号 DQ－60P
一、气体钻井现场试验情况
4、应用效果 窿14井气体钻井钻头使用指标
序号
钻头 型号
钻进 方式
0 HJ517G
转盘
1 空气锤
空气锤
2 HJ537G
转盘
3 HJ537G
转盘
2 HJ537G 4 HJ517G 5 GP536D 5 GP536D 6 HJ517G
转盘 转盘 复合 转盘 转盘
7 HJ517G
1406－1515.93 1515.93－1972 1972－2674.41 1448.32－1597
1597－2870
98.63 520.50 692.89 109.93 456.07 702.41 148.68 1273
244.5 241.3 241.3 375 375 214.3 311 311
钻井参数：钻压30KN,转速60rpm 空气注入参数： 气量90m3/min,注入压力0.7MPa
为试验空气锤钻井技术，井深1392.43m起钻更换为空气锤钻井 （2）空气锤钻井 （1392.43-1456.63m,进尺64.23m，平均机械钻速8.42m/h， 最快机械钻速达98m/h） 钻井参数：钻压30KN,转速25－30rpm 空气注入参数：气量90m3/min,注入压力0.9-2.8MPa 钻至井深1453m后机械钻速明显下降，井深1456.63m起钻发 现不工作，空气锤使用寿命7h。
12.68 78.75 204.33 34.83 261.92 346.00 35.83 582
机械钻速 （m/h）
7.78 5.27 3.39 3.14 1.74 2.03 4.15 2.19
平均机械 钻速
（m/h） 4.16
1.97
2.30
一、气体钻井现场试验情况
二、吐哈地区红台2-15井氮气钻井
一、气体钻井现场试验情况
1、钻井速度慢的两个原因分析 （1）逆掩推覆体钻井难度大，速度慢。 地层硬度大。实钻资料显示，逆掩推覆体地层岩石密度为 2.6—2.94g/cm3，有些已经超过3g/cm3 ，与花岗岩相同。 可钻性差。玉门青西地区窿9井逆掩推覆体地层志留系、白垩 系取心资料显示，可钻性在6-8级之间。 研磨性强。窿9井在逆掩推覆体地层1254.78-1255.55m井段用 NC623取心钻头工程取心，取心进尺0.77m，心长0.21m，收获率 27.3%，取心钻头报废。
有效渗透率 （10-3μm2）
0.604 0.568 0.656 0.009 0.062 0.029 0.0013
表皮系数
9.00 32.97 20.53 6.54 11.86 10.62 7.20
储层中部压力 平均气产量
（MPa）
（m3/d）
0.91
7310
0.93
24010
0.90
/
0.89
5892
LMF-70/150DS高低压一体机
英格索兰1070型低压空压机 Cooper40X-80高低压分体机
NIPU-900 williams7100ep
197mm 180mm 177.8mm 排量18-360L／min 压力20MPa
使用情况
损坏16次，损失196h 1台正常，1台气举后损坏， 不能使用 1台不能使用 低压部分 正常 排砂管线23次刺穿 工作寿命9h 工作寿命11h 震击后现场不能复位 正常使用
4
6
8
10
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
一、气体钻井现场试验情况
（二）方案设计
2200m以上井段空气钻井 -3800m井段雾化钻井 -4700m井段泡沫钻井
Φ444.5mm钻头×1358m Φ339.7mm表套×1356.01m
Φ241.3mm钻头×4700m Φ177.8mm表套×4700m
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
低 膨 胀 区
高 膨 胀 区 低 膨 胀 区
一、气体钻井现场试验情况
针对高膨胀区，利用泡 沫胶液作膨胀液进行了膨胀 实验，膨胀率大幅度降低至5 ％以下，具有较好的抑制作 用，确定了泡沫胶液的配方：
水＋HVCMC＋SPS＋烧碱 ＋泥岩抑制剂
0
2
0.84
6988
0.86
／
0.88
2542
平均气产量 （m3/d）
/ / / 0.42 / / /
一、气体钻井现场试验情况
蹩跳钻严重。地层含砾、破碎，钻压超过50-80KN后减震器不 能有效缓解蹩、跳钻，使得钻具损伤严重。
井斜控制困难。地层倾角大（高达60－70°） 、倾向变化小， 采用常规的井斜控制方法收效甚微。
（2）深部白垩系泥云岩地层钻速慢 中、下沟组地层胶结比较致密，主要为致密的白云质泥岩、泥 质白云岩及砾岩，富含线状黄铁矿，裂缝发育，地层均质性差，且 非常致密，不仅硬度和密度增加，机械性能也向塑--脆性或塑性转 化，高围压下的岩石可钻性很差。可钻性在6-9级之间，最高达 9.73，在该层段采用160-180KN大钻压钻进日进尺只有10-20m。
一、气体钻井现场试验情况
2、工艺流程
一、气体钻井现场试验情况
3、现场应用概况
Φ444.5mm钻头×1358m Φ339.7mm表套×1356.01m Φ241.3mm钻头×2670.02m （4700m）
Φ152.4mm钻头×5200m
一、气体钻井现场试验情况
（1）空气钻井
（1358-1392.43m,进尺34.40m，平均机械钻速6.81m/h）
（一）红台地区基本情况 红台－疙瘩台构造主力气层在侏罗系三间房组，地质条件
复杂，地层压力普遍在0.8-0.9g/cm3之间，岩性主要为浅灰色 粉砂岩、细砂岩、砂砾岩，储层有效孔隙度为3-11％，渗透率 为0.5-2.0×10-3μm2，属中低孔低渗型储层。储层以泥质胶 结为主，水敏性强，孔隙间连通性差，属低压、低产储层。
一、气体钻井现场试验情况