反循环空气钻井能降低井眼污染

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第1 第| 1 4 2 卷 期 9 年1 月 9

己幂寸 , 乞
三 锯手 船 乞 .
石油钻井 工程
反 循 环 空 气 钻 井 能 降 低 井 眼 污 染
圭皇军 ( 趣堡芳( 译) 校)
( 疆 石 油 管 理局 钻 井 工 艺研 究 所 ) 新 在 几 口天 然 气 井 中 . 面 设 备 配 备 一 台 空 气 干 燥 器 进 行 反 循 环 空 气 钻 井 有 勘 于 消 地
除 地层 污 染 .
r E
二、
在 反 循 环 空 气 钻 井 过 程 中 , 气 循 环 介 质 是 从 井 眼 环 空 注 入 , 钻 头 再 从 钻 柱 内 空 经 部返出的。 无污 染 钻 井 ( F 的三 十首 要 目标是 : D D)
1 降低 污 染 . 始 敞 喷产 量 将 能准 确地 反 映地 层 天 然 渗透 率 . 初 2 降 低 污 染 使 诊 断 工 具 ( 度 测 井 , 声 测 井 , 浆 ( 然 气 组 份 ) 井 和 井 下 电 温 嗓 泥 天 测 视 ) 较好地监测液、 层位 。 能 气
段 存 在 井 眼 污 染 ( : 皮 系 数 为 正 )。 郎 表
)能 确 定 小 层 段 地 层 物 性 。这 些 试 验 能 测 定 储 层 渗 透 率 , 表
第1 第 卷
:{ 2 9 牛1 月 9
石油钻井工程
钻 屑 取 样 , 屑 样 是 在 捧 出管 线 出 口采 集 的 。 钻 屑 足 寸 瞌 预 示 厦 循 环 空 气 钻 井 钻
阕 阻 止 地 层 液 巍 进 入 钻 轩 ’ 循 环 钻 井 利 用 方 钻 轩 考 克 阻 止 地 层 液 漉 进 入 钻 杆 . 闭 反 关 防 喷 器 , 井 眼 溢 出 物 直 接 从 节 泷 管 汇 排 出 。 用 孔 板 流 量 计 和 曲 线 记 录 仪 测 量 并 记 让 采 录 并 下 溢 出物 流量 。 到 溢 出 枷 漉量 稳 定 , 常 需至 步 l ~ 2 。 直 通 5 r O
分 析 认 为 - 泥 封 ” 象 是 两 种 污 染 地 层 最 严 重 的 一 种 , I 开 发 了 一 种 空 气 干 燥 “ 现 RG 器 能 够 消 除 压 缩 空 气 漉 中 的 自 由 水 , 能 防 止 空 气 钻 井 的 泥 封 ” 象 。 尽 管 研 究 认 并 现 为 使 用 空 气 干 燥 器 能 清 洁 井 眼 , 很 难 确 定 降 低 污 染 的 定 性 值 。 反 循 环 无 污 染 钻 井 但 而
认 为 即 能 消 除 “粉 尘 封 , 能 消 除 泥 封 现 象 。 又
在 无 污 染 钻 井 试 验 开 始 蹦 前 . 选 择 出 比 较 无 污 染 钻 井 和 常 规 钻 井 的 一 些 标 准 需 为 评 价 无 污 染 钻 井 的 有 效 性 , 用 以 下 五 1 已 技 确 认 的 测 试 试 验 ① 随 钻 试 验 选 、
损和 堵 塞 问题 。
3 现 场 试 验
在 肯 塔 基 州 ]k P e县 , 用 无 污 染 钻 井 ( F) 技 术 钻 成 了 三 口 进 , C O i 采 D I) 即 O P一 井 , CO O P二 井 和 一 口 试 验 开 发 井 ( 井 ) 田 CO 一井和 C O OP O P二 井 是 与 蛐 盆 地 承 包商 合 作 完 成 的 。 在 遗 两 口 井 中 , G I 行 钻 井 试 验 是 从 下 入 21 m 技 套 之 后 到 完 井 电 结 柬 . R进 9 田 井是 由 RG作 为钻井承包 商 ,R I G I把 它 作 为 一 口 研 究 井 进 行 钻 井 、 井 实 验 完 的 . 中 利 用 反 循 环 钻 成 5个 实 验 井 段 .在 每 一 个 实 验 井 段 , 功 和 问 题 井 存 . 过 . 其 成 不 设 备 和 工 艺 得 到 了改 进 . 衰 l 反栩环钻井渊
和 出 液 层 。 井 下 电视 还 能 确 定 无 污 染 钻 井 前 后 并 壁 清 洁 度 .
2 渗 透 率 试 验
裸 眼 渗 透 率试 验 (
皮系 数 和 孔 晾压 力 值 。 这 些 试 验 是 在 3 3 层 段 利 用 膨 胀 式 封 隔 器 封 隔 井 下 钻 柱 的 氨 气 加 压 /降 压 . m 试 验 。该 试 验 是 天然 气研 究 所 ( R ) 研 究项 目. 钻柱 试 验 和 氨 气 塞 试 验 组 成 ( G I 的 由 最 近 ,R G I将 发 表 有 关 O T 研 究 报 告 )。 P 对 于 无 污染 钻 井 . 试 验 是 十 分 重 要 的 。 试 验 已 在 三 口 井 中 证 实 常 规 钻 井 井 该
染 . 能较 好 地 识 别 油气 显 示 , 有 助 于 以后 的完 井 设 计 中 定 量 化 。 将 并 考 虑 到 泥 浆 滤 液 的 侵 蚀 和 滤 饼 粘 覆 井 壁 表 面 , 容 易 理 解 为 什 么 常 规 泥 浆 钻 井 污 银 染 井 眼 并 降 低 井 眼 附 近 地 层 渗 透 率 . 而 且 井 眼 污 染 的 条 件 又 与 从 排 油 边 界 到 井 眼 需 保 持一 定 流 量 的 额外 压 降 ( 正趋 肤 ) 关 。 或 有
理 。
在 特 殊 方 面 的 应 用 中 , 下 电视 能 控 测天 然 气 、 、 层 , 描 述 井 下 基 本 情 况 。 井 油 水 井 该 仪 器 能 看 见 在 A ca 盆 地 利 用 常 规 测 井 程 序 确 认 的 地 层 小 裂 缝 , 理 面 , 层  ̄ hm ) 层 断
3 提 高 了大 井 眼 的机ຫໍສະໝຸດ Baidu械 钻 速 。 自 从 1 5 年 以 来 , 天 然 气 研 究 所 ( R )的 倡 议 下 .R 8 9 在 GI . , r a 公 司 L G hm a ( I ) 究 了 在 钻 井 过 程 中 识 别 油 、 显 示 问 题 。 认 为 在 钻 井 中 消 除 或 减 低 地 层 污 RG 研 气
该 井 下 电 视 ( Ⅳ ) 配 备 特 殊 同轴 电 缆 车 一 起 使 用 。 这 种 先 进 的 摄 像 机 能 提 供 酣 与
极 好 的 真 实 图 象 . 有 深 度 编 码 器 , 与 一 1 车 载 回 转 罗 盘 相 联 . 澍 井 方 式 通 常 要 配 并 、 该
和 相 关 伽 玛 澍 井 一 起 使 用 , 信 息 记 录 在 V 录 像 带 上 . 后 播 故 或 进 行 计 算 机 处 把 陋 然
② 在 井 壁 表 面发 生 不 同 形 式 的污 染 , 制 了天 然 气 的泷 出 。 阻
③ 在 锫 至 设 计 井 深 之 前 . 氢 化 台 蜘 流 出 的 已递 减 很 低 水 平 。 这 些 泷 出 物 可 利 用 碳
摁 浆 测 井 识 别 和 连 续 监 澍 。 虽 然 在 充 气 的 空 井 眼 中 . 容 易 测 定 较 长 的 敞 喷 带 , 是 很 但
旋 转 空 气 钻 井 对 井 眼 的 污 染 比 泥 浆 钻 井 和 绳 式 顿 钻 钻 井 的 要 小 . 是 该 污 染 仍 可 但 足 以 阻 碍 低 压 , 渗 油 层 的 产 液 能 力 。 规 空 气 钻 井 能 分 别 在 钻 杆 环 空 以 3 ~ 5 m/ 低 常 5 0
h 在 钻 铤 环 空 以 5 ~ 6 m/ O 0 h速 度 输 送 粉 尘 钻 屑 。这 股 粉 尘 钻 屑 漉 会 污 染 地 层 , 造 或
成 粉 尘 封 ( 血酣鸭 of 即 钻 屑 细 粒 法 覆 井 壁 井 有 可 能 进 入 地 层 孔 隙 . 另 外 , 采 f ). 当 n of 现 象 。 g f) 用 湿气 作 为 钻 井 循 环介 质 时 , 会 出现 “ 封 ” 也 泥 (
2 1 钻 井 参 数 .
在 反 循 环 空 气 钻 井 过 程 中 , 密 切 观 以 下 几 个 钻 井 参 数 , 为 这 些 参 数 能 及 时 应 因 预 示 该 工 艺 试 验 进 展 好 坏 。其 中 最 明 显 的 髟 响 因 素 是 机 械 钻 速 。在 这 些 试 验 中 . 常 与 规 钻 井 有 关 的 其 它 钻 井 参 数 ( 压 、 速 ) 合 理 评 价 反 循 环 钻 井 效 率 . 高 机 械 钻 速 钻 转 瞄 归 因于 有 较 好 的清 洗 井 眼 . 低钻 速 归 因于井 眼清 洗 不 干净 。 而 空 气 循 环 压 力 和 变 化 也 是 一 个 关 心 焦 点 . 高 压 力 表 明 出 现 节 漉 或 堵 塞 , 低 压 力 而 表 明 空 气 返 速 高 和 较 好 的 携 晨 能 力 另 外 ・ 井 人 员 监 控 空 压 机 捧 量 就 能 确 定 最 佳 空 气 注 入 量 。 空 气 量 太 大 会 造 成 环 钻 空 压 力 过 高 和 地 面 设 备 磨 损 . 气 量 太 小 使 得 井 眼 清 洗 不 干 净 . 成 低 钻 速 . 头 磨 空 造 钻
3 由 于缩 短 和 较 准确 地 计 算 了滞 后 时 问 能返 出 大 尺寸 钻 屑 而 改善 了取 样 。
其 次 , 过 以下 优 点 能降 低 钻 井 成 本 ; 通 1 当 钻屑 从 钻 轩 反 循环 排 出时 . 需较 低 的空 气 排 量 。 只
2 由 于 环 空 话 环 回 压 的 作 用 ,减 少 了 薄 永 层 出 水 。
应 { 拜 空 气 姑 井 托 降 蕾 井 摹 污 染 .
( W' T D), 并 下 电 视 图 片 分 析 , 棵 限 渗 透 率 试 验 , 钻 屑 样 大 小 和 蓐 量 分 析 。 钻 ② ⑨ ④ ⑤ 封 参 数 分 斩
1 随 钻 试 验
随 钻 试 验 可 能是 最 实 用 、 简单 评 价不 同空气 钻井 方 式对 地 层影 响 的试 验 。 最 随 钻 试 验 要 求 首 先 吹 净 井 眼 钻 屑 。 后 停 止 气 流 循 环 。 常 规 循 环 钻 井 利 用 钻 头 浮 然
的 有数 性 .从 地 面 采 集 的太 粒 破 碎 岩 屑表 明 : 用 的钻 头 能 够达 到 井 鼹 净 化 。 选
钻 屑 样 质 量 能 瑗 示 钻 屑 沉 降 和 槽 染 问 题 。 这 两 个 问 题 能 在 连 续 循 环 和 较 短 的 准 而 确 的 延 迟 时 间 条 件 下 会 大 幅 度 降 低 或 消 除
T wD 能 识 别 在 完 井 计 划 中 有 潜 在 价 值 的 生 产 层 。
1 J 井 下 电 视 .
井 下 电 视 ( H v) 获 取 空 气 钻 井 眼 最 重 要 信 息 的 仪 器 之 一 . 该 仪 器 巳 被 天 然 气 BT 是 研究所 ( 铡 ) 进 用 于 监 泥 盆 纪 天 然 气 泥 页 岩 。 改 目前 已 被 钻 井 行 业 接 受 和 使 用 , 能 在 地 面直 接 观 察 井 眼特 性 .
当 井 内 无 钻 柱 时 , 关 闭 防 喷 器 全 封 闸 板 , 按 上 述 要 求 通 过 节 流 管 缇 测 量 井 下 需 再 溢出物流量 。
T WD 有 助 于 研 究 不 被 常 规 旋 转 钻 井 注 意 的 天 然 气 层 的 存 在 及 其 递 减 特 性 。这 种 现 象 有 以 下 三 种解 释 ; ① 空 气 捧 量 和高 机 械 钻速 遮 掩 了少 量 天 然气 流 出 。
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