气体钻井技术
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。
空气钻井技术介绍
2016年7月
汇报内容
一、空气钻井技术介绍 二、空气钻井与传统泥浆钻井的区别 三、空气钻井与传统泥浆钻井的关联 四、空气钻井的适用范围 五、空气钻井的常规设备配置
一、空气钻井技术介绍
空气钻井是在钻井过程中，将传统钻井工艺中运用的液体循环 介质，用压缩空气所取代。同时，利用高压气体钻进，将其作为 击碎岩层的能量，是一种典型的欠平衡钻井技术。
二、空气钻井与传统泥浆钻井的区别
➢循环介质不同 传统钻井液钻井采用的是水基或油基泥浆等液体介质
作为循环介质，而空气钻井则采用空气作为循环介质。
➢井控手段不同 传统钻井液钻井时井筒内液注压力能很好的平衡地层
流体压力，即井筒内液注压力等于（或略大于地层流体 压力）；空气钻井是欠平衡钻井，井筒内压力要低于地 层流体压力，所以空气钻井对井口防喷设备要求更高、 更复杂。
一、空气钻井技术介绍
3.泡沫钻井：泡沫钻井中的泡沫是在地面预先合成，作为钻井 循环介质，钻屑悬浮在泡沫中被泡沫钻井液带出井筒达到清洁 井眼的目的，由于泡沫钻井液良好的携液能力，环空速度要求 大大降低，同时井眼冲蚀也减少。由于气体需求相对较少，对 气体供应设备的需求也相对减少。气体所占比例：55％～99％。 4.充气液钻井：在液基钻井中，在高压钻井液中注入气体，以 降低井筒中的液柱静压。充气液钻井可有效解决液基钻井与泡 沫钻井之间的钻井液比重在1-0.6左右的要求，通过调整泥浆泵 的排量可以有效的调节气体的体积最终达到环空平衡。由于充 气液钻需要较高压力的气体注入设备，其气体注入设备的成本 也较高。
五、空气钻井常规设备配置
空 气 钻 井 作 业
五、空气钻井常规设备配置
空 气 钻 井 作 业
五、空气钻井常规设备配置
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。
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
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。
空气钻井技术
混流式（Mixedflow）
离心式（Centrifugal）
直管波瓣式（Straightlobe）
轴流式（Axialflow）
2010/12/18
24
由于容积式空压机能够提供较高的压力，所以在油气钻井中使 用较为普遍。主要有以下三种：
·往复式（Reciprocating Piston）
·滑片式（Sliding Vane Rotary）
2010/12/18
13
7、空气钻井技术国内外现状 气体钻井始于20世纪50年代，稍后出现了雾
化钻井、充气钻井和泡沫钻井，起初是用来钻坚 硬地层，主要目的是为了提高钻速、延长钻头寿 命、降低钻井成本。
国外气体钻井井下工具的研究水平较高，有 专用的空气螺杆、空气锤、与空气锤配套使用的 钻头。20世纪90年代，随着EM-MWD、空气钻井马 达的问世以及各种设备的不断完善，空气钻井技 术的应用变得越来越广泛。
（2）、闸板防喷器（Ram Preventer）
2010/12/18
39
8、空气锤及配套钻头 空气锤钻井迄今为止已有50 多年的历史，早期用于
建筑业，随后扩展到采矿、石厂开挖、钻凿水井及地基钻 孔。三十年代中期开始发展起来的空气锤，经过不断改进 和完善，已经在一些发达国家广泛应用。在上个世纪五十 年代末已经开始用于深井钻进。
到80、90年代，由于转 动式空压机使用当中存在着 缺陷（维修费用不低，漏气 使得钻深井时不能提供足够 的循环压力），往复式空压 机重新得到广泛应用。
2010/12/18
油田空压机的使用情况
26
2、空气增压机（Booster）
用以提高压缩空气的压力等级，以补偿当空气钻进时使用小尺寸喷嘴 或井下动力钻具时造成的过大压力损耗。分为两种，一种是低压（Low Pressure Booster），一种是高压(High Pressure Booster)。
空气钻井技术研究与应用
空气钻井技术研究与应用导言空气钻井技术，又称气体钻井技术，是一种在钻井过程中，通过将压缩空气或惰性气体注入井底冲刷液中，以取代水泥浆的钻井方式。
这种钻井方式，可以有效避免钻探中泥浆气体对环境的污染，同时也节省了很多水泥浆的使用。
现在，这种空气钻井技术已经得到广泛应用，尤其在一些对环境有较高要求的项目中，比如煤层气开采、地下储气库、地热开发等。
空气钻井技术的优点与传统的钻井技术相比，空气钻井技术具有以下优点：1. 环保在传统的钻井方式中，使用的钻井液中会添加多种化学物品，这些物质会严重影响钻井过程中的环境。
比如，钻井液中的砂、粘土等会在钻井过程中随着井液流出，这些物质会对地面和地下水环境造成污染。
而采用空气钻井技术，不需要钻井液，减少了对地下水环境的影响。
钻井过程中排放的空气排放可控，不会对大气环境造成太大的影响。
2. 经济钻井液是钻井中最昂贵的部分之一，其不断循环和替换，使钻井成本相应提高。
采用空气钻井技术，可以避免钻井液及其后续处理的成本，并能更快地完成钻井作业。
3. 高效空气的流动能力更强，使得空气钻井技术可以更高效地将井底碎屑冲刷干净，从而可以更有效地提高钻进速度。
此外，钻井时不需要等待泥浆的钻井液排出，可以连续作业，也有助于提高钻井效率。
4. 可控空气钻井技术使用的压缩空气，其流量、压力、温度均可调控，可更精准地控制钻头冲刷液的流动状态，提高钻进的效率，降低了意外发生的风险。
此外，空气钻井技术还可以通过全方位的井下监测，实时掌控钻井过程，从而使钻井质量可控。
空气钻井技术的应用空气钻井技术已经得到广泛应用，包括下面几个方面：1. 煤层气开采煤层气开采的关键是实现“一井多层开采”。
它是在单口井里利用向下压力、水平抽采技术和井下输入压裂液人工侵入调整煤层力学性质，以实现对底部千层以上煤层同时开采的一种复合技术。
而空气钻井技术可以更好的实现井下操作，并且钻井过程中不会产生钻井液，可避免钻井液对煤层气开采的负面影响。
气体钻井操作规范
气体钻井操作规范一、空气钻井（一）实施条件1、地层岩性比较稳定，坚硬、干燥、不易坍塌；2、作业井段的地层压力较清楚；3、非常规裂缝性易漏地层；4、套管原则上应下至实施空气钻井的地层顶部，套管鞋尽可能座在坚硬地层上且口袋小于0.5m；5、确保气源供应充足，增压机的额定工作压力应高于设计施工压力5倍以上。
（二）钻前准备1、井架底座空间足以安装正常钻井井控装置和旋转防喷器；2、双闸板防喷器全封闸板安装在下，半封闸板安装在上；3、备用与所使用的钻杆相对应的半封闸板芯子不少于2副；4、在满足井控安全的要求上，至少有一条放喷管线（或放喷管线上的分支）接至污水池，作气举排液用；5、近钻头位置安装两只常闭钻具止回阀，根据钻井设计备用足量的钻井用下旋塞和常闭钻具止回阀；6、应使用18°斜坡接头钻杆，钻杆本体腐蚀凹坑深度不大于0.5mm，钻杆接头不能有深压痕和毛刺，不得使用胶皮护箍；7、使用六方方钻杆的长度至少14m，水龙带的长度与此相适应；8、应在排砂管线上安装岩屑取样装置和气测取样装置；9、应在排砂管线上与排砂口适当距离处安装降尘水管；10、根据井眼尺寸和井深配置足够的空压机和增压机；11、空气钻井注气设备的配备及场地要求：1、气举前，按设计要求对套管、井口试压；2、钻穿套管引鞋，充分循环，将井底打捞干净；3、气举前用清水替出井内钻井液；4、气举钻具不得带井下动力钻具；5、气举前根据井深、增压机额定压力计算钻具下入深度；6、气举前，关闭立管至泵房的闸阀、半封闸板防喷器以及至燃烧池的放喷管线上的闸阀，打开节流管汇前端的液动平板阀以及至污水池的管线上的闸阀，排出口管线应固定牢靠；7、下钻到井底气举完毕后，提高注气量充分循环，直到出口无液滴。
（四）钻进1、钻进前，在钻杆上连接一只下旋塞和一只常闭钻具止回阀并随钻具入井（旋塞在下）；2、钻进时，钻井节流管汇中路的各闸阀处于开启状态；钻井节流管汇前的液动平板阀处于关闭状态；3、钻进前期应进行试钻，调节钻井参数的合理匹配；4、刹把操作人员要求精力集中，送钻均匀；钻进中密切注意注入压力、注气量、钻时、转盘扭矩、气测烃值、岩屑、返出粉尘等情况的变化，发现异常及时汇报，及时处理；5、增压供气组与钻台作业人员明确统一供、停气信号；6、钻定向井时，应加密易斜井段的测斜频率；测斜步骤如下：井斜低于65°时，采用绞车将测斜仪下放至井底进行测斜；井斜大于65°时，应先起钻，将测斜仪放入测斜座后，再用钻具送至井底后，短起测斜；7、钻遇气层后，停止注气，将钻具起至安全井段。
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%
气体钻井安全技术规范
I CS 13.100Q/SHE09标准分享网 免费下载Q/SH 0034—2007目 次前言 (I)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 适用条件 (2)5 设计要求 (2)6 施工前的准备 (2)7 施工安全技术措施 (4)8 防燃爆安全措施 (5)9 井下异常情况的应急措施 (6)标准分享网 免费下载Q/SH 0034—2007前 言本标准由中国石油化工集团公司安全环保局提出。
本标准由中国石油化工集团公司科技开发部归口。
本标准起草单位：中国石油化工集团公司川气东送建设工程指挥部。
本标准参加起草单位：西南分公司工程研究院、中原钻井院、胜利钻井院。
本标准主要起草人：程广存、彭小平、吴南平、黄明、候树刚、燕修良。
I标准分享网 免费下载Q/SH 0034—2007气体钻井安全技术规范1 范围本标准规定了气体钻井作业的特殊安全操作规程、安全技术措施，以及井下异常情况下的特殊应急措施。
本标准适用于川东北地区石油与天然气井的空气与氮气钻井作业。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡注日期的引用文件，其后所有修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，但鼓励开展新版本适用性的研究。
凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
SY/T 5087－2005 含硫化氢油气井安全钻井推荐做法SY/T 5225－2005 石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产技术规程SY/T 5858－2004 石油工业动火作业安全规程SY/T 6426－2005 钻井井控技术规程Q/SH 0033－2007 川东北天然气井钻井与井下作业工程安全技术规范3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准3.1气体钻井Gas drilling以纯空气、雾化、泡沫等作为钻井循环流体的钻井。
3.2空气钻井Air drilling以空气作为钻井流体所进行的钻井。
3.3氮气钻井Nitrogen drilling以氮气作为钻井流体所进行的钻井。
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
气体钻井工艺
气体钻井工艺同学们！今天咱来聊聊超酷的气体钻井工艺。
这气体钻井啊，那可真是个厉害的玩意儿。
咱得知道啥是气体钻井。
简单来说，就是用气体来代替传统的钻井液进行钻井作业。
这气体可不是随便啥气都能行哦，一般用的是空气、氮气或者天然气啥的。
为啥要用气体呢？嘿嘿，好处可多啦。
用气体钻井呢，速度那叫一个快。
传统钻井液在钻井的时候，会有很多阻力，就像你在水里跑步一样，肯定跑不快嘛。
但是气体就不一样啦，它的阻力小得多，所以钻井的速度能大大提高。
说不定以前要钻好几天的井，用气体钻井一下子就搞定了。
而且啊，气体钻井还能减少对地层的伤害。
传统钻井液可能会和地层发生一些化学反应，或者把地层里的一些有用的东西给冲走了。
但是气体就不会啦，它比较温和，不会对地层造成太大的影响。
这样一来，我们就能更好地保护地下的资源，以后开采起来也更容易。
那么，气体钻井是怎么个操作法呢？其实也不难啦。
首先，我们要准备好气体压缩机和一些输送管道。
这些就像是气体钻井的“武器”，没有它们可不行哦。
然后呢，把压缩机产生的气体通过管道输送到井底。
这气体就像一股强大的力量，把井底的岩石和泥土给冲碎，然后再带着这些碎屑往上跑。
在井口呢，会有一些设备把这些碎屑给收集起来，免得它们到处乱飞。
在气体钻井的过程中，还有一个很重要的环节，那就是监测。
我们要时刻关注井底的情况，看看气体的压力、流量啥的是不是正常。
如果发现有问题，就得赶紧采取措施，不然可就麻烦啦。
比如说，如果气体的压力太高了，可能会把井壁给压垮；如果压力太低了，又冲不动井底的岩石。
所以啊，我们得找个合适的压力范围，让气体既能顺利地钻井，又不会对井壁造成伤害。
还有哦，气体钻井也不是适用于所有的情况。
比如说，如果地层里有很多水，或者有一些容易爆炸的气体，那就不能用气体钻井了。
不然的话，可能会引发一些危险。
所以呢，在决定用气体钻井之前，我们得先对地层进行一番详细的勘察。
看看地层的情况适不适合用气体钻井，如果不适合，就得想别的办法啦。
超临界二氧化碳钻井技术
到超 临界 状态 （ 见图 １ ） 。
矩来驱动井下马达 ， 因此气体钻井通常只应用于直
井段 钻进 。为 了克 服 这个 难 题 ， 美 国路 易斯 安 那 州
立大学在 ２ ０世纪 ９ ０年代对超临界 Ｃ Ｏ ： 钻井可行性 进行 了研 究 和现 场试 验 。Ｃ Ｏ ： 在温度高于 ３ １ ． １
置 换和 驱替 。
ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ Ｏ２ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｔ ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ，ｂ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｆ ｏ ａ ｉ ｒ ａ ｎ ｄ ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｇ ａ ｓ ，Ｓ Ｏ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ｏ ｗ ｎ — ｈ ｏ ｌ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｒ ｒ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｕ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗ ｅ ｌ ｌ ｂ ｏ ｒ ｅ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｏ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ
气体 钻井 有别 于常规 钻井技 术 ， 其 采用 空气 、 天 然 气或者 氮气 等作 为 循 环介 质 ， 携 带 岩 屑并 冷 却 钻 头， 但 由于其循 环介 质密度 太低 ， 难 以产生足 够 的扭
７． ３ ８ Ｍ Ｐａ 。
，
当温 度 和 压 力 大 于 临 界 点 时 ， 其 达
水平 井 。
１ 超 临界 Ｃ Ｏ 物 理特 性
天然气井钻井技术方案
天然气井钻井技术方案一、前期准备工作1.地质勘探：通过地质勘探确定井位，包括地质构造、含气层位置及分布等信息的获取。
2.井位选择：根据地质勘探结果、经济评价和设备条件，选择最佳井位。
3.故障排查：检查井场设备的工作状态，确保钻井操作的顺利进行。
4.施工方案：编制详细的天然气井钻井施工方案，包括井眼设计、井壁稳定措施、钻井液、钻具选型、钻头类型等。
二、钻井设备及材料准备1.钻井平台：选择合适的钻井平台，确保设备能够承受井深和井斜等不同条件的要求。
2.钻机：选择适当的钻机，根据井深、井斜等要求决定钻机型号和数量。
3.钻具：选择合适的钻具，包括钻杆、钻铤、钻头等，根据地层情况和井斜要求确定。
4.钻井液系统：选择适当的钻井液体系，包括钻井液性能、钻井液清洁度等。
5.固井材料：准备好合适的固井材料，包括水泥、固井管等。
三、井斜钻井工作1.井口操作：进行井口准备工作，包括井口安全设施的安装、井口砂井和泥浆池的建设等。
2.钻井开始：将钻杆和钻头下入井口，使用钻机开始钻井操作。
3.钻进过程：根据井斜要求和地层情况选择合适的钻头，进行连续钻井操作，并及时调整钻井液性能和循环率。
4.井壁稳定：根据地层情况和井深，选择合适的井壁稳定措施，避免井壁塌陷和泥浆污染等问题。
5.固井作业：当钻机钻至井底时，进行固井作业，利用水泥将钻井液柱瞬间暂停，保持井壁稳定。
6.井口封堵：利用固井管对井口进行封堵，防止油气外溢和污染环境。
四、井筒完井工作1.井眼清洗：钻完井之后，进行井眼清洗作业，清除井壁残渣和浮渣。
2.井眼评价：对井眼进行综合的测井、录井等工作，了解地层情况、渗透性和地层压力等参数。
3.井口设备安装：安装井口设备，包括阀门、管道等。
4.生产管柱下入：将生产管柱下入至钻井井筒，与井壁形成密封。
5.固井作业：通过水泥固井，将井筒与地层形成完整的封堵层。
6.井口防喷装置安装：安装井口防喷装置，防止井口喷出天然气。
五、井筒调试和投产工作1.井筒调试：进行井筒的各项试验，包括压力测试、流量测试等。
气体钻井技术及应用前景
稳定泡沫具有良好的携屑能力。泡沫钻井是所有空气钻井中，在
能 满 足井 眼净 化 良好 条 件下 ，对 环 空返 速 要求 最 低的 空气 钻 井方
式。
２ ． ２ 惰性 气体 钻 井
钻井概念的国家 ，美国在气体钻井的各项关键技术和设备配套上
已经达 到 了 国际领 先 水平 ，并 得 到 了广 泛推 广 与应 用 。
保 性好 等优 势 ， 已在 国 内外展 现 出强 劲的 发 展 势 头。 目前 ，国 内外 对 空 气钻 井技 术 的理 论研 究 尚存在 很 大的 局 限性 ，广 泛 开 展 空 气钻 井技 术 的研 究势在 必 行 。本 文 简单叙 述 了空 气钻 井的 国 内外应 用 现 状 ，具 体说 明 了空 气钻 井的 优 缺 点 ， 以及 气 体 钻适 用的 范 围和 在我 国的应 用前景 。 ’
我国于２ ０ 世纪６ ０ 年代 引入气体钻井技术 ，但 由于井控设备 落后 ，工艺技术差，配套设施跟不上，因而没得到继续 的发展 。 进入２ １ 世纪 ，为了解 决长 段低压破碎地层的钻井 问题 ，提高低 压 、低渗油气藏的开发效益 ，提高钻井进度 ，国内的各大油田和
相关 科研 机 构组 织 了气 体钻 井 的研 究 ，积 极探 索气 体 钻井 技 术提
高压高产油气层及含硫化氢的地层 ，不适用于深井 ，所需设备和
工艺 相 对比 较复 杂 ，不 适 用于 易坍 塌 井段 。
（ ３ ）气体钻井的适应性 。虽然气体钻井具有许多优点 ，但 只有在一定范围内使用才能产生较大的效益。许多资料表明，气
层。钻井工程中井漏 、井斜 、卡钻 、出水 、井壁坍塌等井下复杂 情况不但占去大量钻井时间，而且成为钻井成本居高不下的主要 因素 。因此 ，针对常规钻井工艺开采油气藏存在的诸多问题 ，国 外许多公司，都逐步尝试采用更先进的气体钻井技术 。气体钻井
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
轨迹设计和计算分析系统。
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
形成的技术系列：井身结构优化技术
井眼轨迹优化技术
斜导眼技术
套管开窗技术
小井眼套管开窗侧钻阶梯水平井技术
短半径水平井技术
磁干扰条件下的精确定向侧钻技术 侧钻大斜度欠平衡井钻井技术 作业业绩： 国内：（367 口） *常规定向井——300 多口 *大位移井——2 口 *常规水平井——31 口
*开窗侧钻井——33 口 *侧钻短半径水平井——1 口 国外：（38 口） *常规定向井——18 口 *常规水平井——12 口 *开窗侧钻井——5 口 *侧钻短半径水平井——3 口
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
服务领域：国内：吐哈（定向井、水平井、 开窗侧钻井等）玉门（纠斜和定向井）、塔里木 （测陀螺）国外：哈萨克斯坦（定向井、水平井、 纠斜井和侧钻井）和乌兹别克斯坦（大位移水平 井）
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
井径扩大率缩小了 72％；初期产液量平均提高了 46％。
无荧光水平井钻井液 性能特点： 良好的抗高温稳定性 较强的抑制性 较强的润滑性
良好的抗粘土污染能力 优良的抗盐污染能力
较低的岩芯伤害
无荧光，不影响地质录井 应用情况：在吐哈油田温 5-41C 等 4 口侧钻 井及英 2 水平井等 6 口水平井上进行了应用，应 用效果良好。
承担并完成了以气体钻井技术研究与现场 试验为核心的重点科技攻关和重大现场试验项 目 5 项，形成了以气体钻井适应性评价、方案研 究与优化等为主要内容的气体钻井配套技术，引 进了专业化的设计和评价软件，配套了制氮车 （空压机）、旋转防喷器套管阀等气体钻井设备 和工具，具备了实现氮气、天然气全过程欠平衡 钻井和空气钻井的技术服务能力。成功的在玉门 窿 14 井、吐哈红台 2－15 井、马 14 井和鄂尔多 斯 D12-1 井等 6 口井中进行了欠平衡钻井试验应
用。
定向井技术
主要服务装备：测量装备：LWD3 套，MWD8 套，电子陀螺测斜仪 8 套双配置，电子单多点测 斜仪 10 套双配，工程车辆 10 部。定向工具：动 力钻具φ 89mm 至φ 203mm 各种规格的螺杆，无磁 钻铤(钻杆)φ 73mm 至φ 203mm 各种尺寸，其它各 种定向用井下工具。avigator
可循环微泡沫钻井液
体系特点：密度低（0.70-1.05g/cm3），泡
沫稳定性好，抗盐抗温性好，适合于低压低渗易 漏储层钻进，有利于发现和保护油气层；固相含 量低，可提高机械钻速；抑制性好，防塌能力强； 不需要专门的设备，可循环使用，投资小，成本 低、现场施工方便。
应用效果：已在吐哈的雁木西、鄯善、温南、 三塘湖区块及玉门等油田的 60 余井上进行了成 功 应 用 。 钻 井 液 密 度 由 1.30g/cm3 降 至 0.70g/cm3，机械钻速平均提高了 13.6％；平均
系列固井技术
低密高强水泥浆固井技术
应用情况：在吐哈油田试验应用 100 多井次， 玉门油田试验应用近 10 井次，固井质量合格率 100%，优质率达 70.8%。
抗盐水泥浆固井技术
应用情况：推广应用了 60 井次，解决了长 期困扰盐膏层固井的难题，施工一次成功率 100%，优质率在 95%以上。
水平井固井技术
1cg0f4c7ab 宝运莱
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
应用情况：在三塘湖油田牛平 14-13 井、牛 平 15-12 井和牛平 17-14 井进行现场应用验，固 井施工顺利，固井质量优质 100%。
特点：较好的流变性足够的稠化时间较高的 水泥石强度零自由水失水量小沉降稳定性好
系列钻井液技术
波纹管堵漏技术
该技术主要用于应急解决钻井过程中出现 的井下复杂情况，包括：封隔复杂井段，处理井 漏、井涌、水侵或坍塌等复杂情况，保证复杂地
区钻井的顺利进行。
影下长大的，你说你有没有躲在被窝里看书？”“没有，有也没有那么夸张
应用情况：吐哈油田陵7-71井钻至井深2495 米，钻井液失返，漏失钻井液 3033m3。应用波纹 管封隔漏失层。直径为 200mm 的波纹管经扩井达 到 216mm，封隔井段 2450-2512.58m，封堵后， 钻井液密度由 1.25g/cm3 提升到 1.54g/cm3。