12空气钻井技术的应用

伊朗项目空气钻井技术的应用
可循环泡沫钻进
36”井眼100m左右 空气泡沫钻 进 纯空气钻 进
26”井眼750m左右，6～9m/h 17 ½”井眼950m左右，10~13m/h
12 ¼ ”井眼井深1700m左右， 11～17m/h 纯空气钻进 12 ¼ ”井眼2400m左右， 6～8m/h 空气泡沫钻 进
26”井眼20m 12 ¼ ”井眼泥浆钻井 井段 476~1535.27m， 1414m 17 ½”井眼 476m 井斜已达32.6°，作业周期 154天。
121/4”井眼1901m
充空气钻进 井段1535.27～1901m 钻井作业周期仅为9d，
矿2井充空气钻井出口
空气钻井设备100Nm3/min； 地层出水量达到50m3/h以上， 井下无粘卡现象发生，机械 钻速为3.21m/h，提高了35%， 大大缩短了复杂井段作业周 期
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空气钻井机械钻速对比
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3
2
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建议有针对性的推广空气钻 井工艺技术，降低钻井综合 成本，加快勘探开发的步伐， 取得显著的经济效益。
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纯空气
泡沫
充气
常规钻井机械钻速

空气钻井技术在漏失井的推广应用前景 井漏是影响川渝地区钻井工程进度的最主 要因素之一，仅川东地区井漏发生率就达 到53.5%，2000年~2003年平均每口井堵漏 9.2次。川渝地区近几年平均每年发生恶性 漏失的井不下10余口井，如果其中50%的 井不再采用常规的堵漏技术而是采用空气 钻井技术，将会取得可观的经济效益
空压机组 冷却设备
空气流量计
泥浆泵
立管
增压机
钻井液、钻屑
排砂管
泥浆罐 旋转防喷 器
污水池
砂样取样器
井口装置
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二、空气钻井设备总成

空压机
增压机

旋转防喷器
岩屑取样器
雾化钻进
用取样器取得的砂样
空气钻井的钻头和钻具组合

钻头
空气钻井89小时
空气钻井25小时
空气钻井的钻头和钻具组合
钻具组合 空气钻井组合有两点与钻井液钻井组合 不同： 一是需要在钻头附近加装一个浮阀，防 止岩屑堵塞钻头水眼； 二是在实施空气钻井时钻杆上要加装1只 箭形单流阀；


满足环保要求 配方简单易掌握 易于回收利于降低 成本
现场气体泡沫钻井对基液配方的选择

根据井深控制半衰期 空气钻井出口返出的泡沫
四、空气钻井技术现场应用

自2002年以来四川局在国内外进行了十多
口井的纯空气、空气泡沫、空气雾化和充
空气钻井工艺技术，大大提高了钻井机械
钻速和井漏复杂井的作业进度，这些井的 应用都取得了很好的技术经济效益。
17 1/2 ”纯空气钻井井 段18.25～76.80m
空气设备100m3/min， 机械钻速10.1 m/h， 比常规钻井机械钻速 提高了大约5倍以上
17 1/2 ”井眼76.80~300m 空气泡沫钻进
矿2井充空气钻井技术的应用
仅漏失井段1319.9～ 1535.27m作业周期就占 了111天， ，堵漏31次， 桥堵23次，水泥堵漏8次， 发生6次卡钻，一次井下 落鱼72.26m，在1288m侧 钻，在1423.68m采用 0.82～0.92g/cm3的微泡沫， 使用效果不理想。
进尺1675.69m，到完钻井深全 程实现了空气钻井，该井目前 是国内单井空气钻井进尺最多 的一口井，钻井机械钻速为 15.9m/h，机械钻速提高3倍；
长庆油田空气钻井现场应用
苏33-8井 苏33-19井
6”井眼段 2206.80~2938.42m 进行纯空气钻井， 钻井机械钻速 8.8m/h，提高近2.5 倍;
图1
空压机组
纯空气钻井工艺技术流程图
冷却设备 空气流量计
除尘器
立管 增压机
旋转防喷 器
排 砂 管
空气、钻屑
岩屑池
砂样取样器
井口装置
图2 空气泡沫/雾化钻井工艺技术流程
空压机组 冷却设备
空气流量计
水泥车
立管
增压机
空气泡沫、钻屑
排砂管
泥浆罐 旋转防喷 器
岩屑、破泡池
岩屑取样器
井口装置
图3 充空气钻井工艺技术流程图
通过十多口井的空气钻井现场试 验和应用，大尺寸井眼，从成本 考虑，可以采用空气泡沫或充空 气钻井工艺技术；当地层出水量 为50 m3/h左右时，可以用充空 气钻井工艺技术来解决地层出水 同时井漏的钻井难题
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在川渝地区，纯空气 是常规钻井机械钻速 的3倍以上，空气泡沫 是常规钻井机械钻速 的2倍以上，充空气机 械钻速比常规钻井机 械钻速提高30%以上
伊朗空气钻井出口
伊朗项目空气钻井技术的应用
钻井速度大幅度提高，钻井成本大幅度下降
正坝1井纯空气钻井工艺技术的应用
泥浆钻进井漏井 段30~138.46m
空气钻井作业现场
空气设备140m3/min， 出水量10m3/h，平均机 械钻速15.9m/h，机械 钻速提高3倍以上
堵漏6次，水泥堵漏5次， 桥堵1次 耗用水泥75吨，桥堵材料8 吨，累计漏失低固相泥浆 560.5m3，桥浆31.3 m3，钻 井作业时间达到了28天
12 ¼ ”井眼 138.46~518m 纯空气钻进
核桃1井大井眼空气/空气泡沫钻井技术的应用
泥浆钻进 井段12.50～18.25m 机械钻速1.9m/h，漏泥浆 245.6m3，水泥25吨、桥堵材 料9吨，水玻璃2吨等，堵漏3 空气设备100m3/min， 井深30m井下出水，钻 至井深76.8m，形成泥 饼环，阻卡严重，平均 机械钻速2.4m/h； 次无效果，耽误钻井时间10d；
φ 660mm 钻头× 140.94 m
该井岩石硬，可钻性极差， 地层倾角达到70°，钻井周 期近11个月，井深仅为2970 米
φ 444.5mm 钻头× 1150 m
φ 311.1mm 钻头× 2970 m
81/2” 井段2970米~3307.5m 空气钻井
长庆油田空气钻井现场应用
镇206井二开81/2” 井眼，空气钻井井 段264.31~1940m

气体钻井目前存在的问题
在地层坍塌压力不是很清楚的情况下进行气体钻井， 容易造成井壁不稳定发生井下垮塌等井下复杂； 在地层出水时也容易造成带砂困难、水敏地层缩径和 垮塌等井下复杂； 要保证气体钻井的井下安全则需要获得更加详细的地 层出水、地层坍塌压力等地质资料，才能充分发挥气 体钻井技术的优势，为石油天然气的勘探开发做出更 大的贡献
空气钻井技术的应用
四川石油管理局钻采工艺技术研究院
汇报内容
一、空气钻井工艺技术流程 二、空气钻井设备总成
三、循环流体
四、空气钻井现场应用
空气钻井工艺技术的用途
1、在非产层井段，处理井漏 2、在非产层井段，还可以提高钻井机械钻速 下面就四川局应用空气钻井技术的情况 作一简要汇报
一、空气钻井工艺技术流程
玉门窿9井现场空气钻井技术的应用
窿9井空气/雾化钻井出口
空气钻井设备 140m3/min，廉姆斯旋 转防喷器，空气钻井 扭矩过大，改为雾化 钻井，当钻至井深 3224m进入中沟组后发 现垮塌，钻至井深 3307.5m后改为常规钻 井液钻进。平均机械 钻速2.30m/h，空气钻 井与同层位同岩性钻 井液钻井相比较，钻 井机械钻速提高了近8 倍。
三、循环流体



气体钻井可分为四类 空气钻井——纯空气、雾化、泡沫、充空气 柴油机尾气钻井——纯尾气、泡沫、充尾气 天然气钻井——纯天然气、充天然气 氮气钻井——纯氮气、雾化、泡沫、充氮气 以上四类气体钻井用途不同，至于选用那种 钻井方式各有优缺点。
各种气体泡沫/雾化钻井对基液的要求
6”井眼段 2115~3241m 进行纯空气钻井，钻 井机械钻速达到了 10m/h，提高近3倍；
认识和建议
空气钻井取到的砂样
空气钻井工艺技术满足了 漏失井的岩屑地质录井要 求；
纯空气钻井未除尘
除尘器满足了纯气体 钻井对环保的要求
纯空气钻井除尘后
空气钻井工艺技术能够 用于地层不坍塌、地层 出水量在50m3/h以下井 段，比较安全