气体钻井技术及现场应用

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1、气体钻井技术及现场应用汇报提纲一、气体钻井现场试验情况二、出现的问题及对策三、认识和建议2003年以来，吐哈钻采工艺研究院承担了多项集团公司气体钻井方面的研究和现场试验项目，进行了大量气体钻井技术的室内研究，并进行了玉门青西地区窿14井空气／雾化／泡沫钻井、吐哈红台地区红台2-15井纯氮气全过程欠平衡钻井、吐哈三塘湖地区马14井充空气钻井等多口井的现场应用，取得了良好的应用效果，体现了该技术良好的应用前景，促进了该技术的进一步推广应用。一、气体钻井现场试验情况（一）窿14井基本情况玉门青西地区窟窿山构造属山前构造，钻井

2、速度非常慢，如2000年平均井深4599m，平均周期204天，2001年平均井深4641m，平均周期199天，2003年完钻的窿9井，完钻井深4500m，钻井周期长达708.35天。近年，进行了井身结构优化、钻头选型、复合钻井、高陡地区井身质量控制等多方面的技术研究和应用，在一定程度上提高了钻井速度，但钻井速慢、钻井周期长等问题仍然很突出，严重制约勘探开发速度。为探索提高该地区钻井速度的新途径进行窿14井气体钻井研究与现场试验。一、玉门青西地区窿14井气体钻井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

3、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。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

4、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、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

5、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。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

6、进行了岩屑水化实验。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＋泥岩抑制剂一、气体钻井现场试验情况（二）方案设计Φ339.7mm表套×1356.01mΦ444.5mm钻头×1358mΦ241.3mm钻头×4700m2200m以上井段空气钻井-3800m井段雾化钻井-4700m井段泡沫钻井Φ177.8mm表套×4700mΦ152.4mm钻头×5200mΦ127mm表套×

7、5200m一、气体钻井现场试验情况1、主要设备序号设备名称数量规格型号使用情况1顶驱1台DQ－60P损坏16次，损失196h2空压机2台LMF-70/150DS高低压一体机1台正常，1台气举后损坏，不能使用3空压机4台英格索兰1070型低压空压机1台不能使用4空压机1台Cooper40X-80高低压分体机低压部分5制氮车1台NIPU-900正常6井口控制系统1套williams7100ep排砂管线23次刺穿7空气锤1支197mm工作寿命9h8空气螺杆1支180mm工作寿命11h9空气震击器1支177.8mm震击后现场不

8、能复位10雾化泵1台排量18-360L／min压力20MPa正常使用（三）现场应用情况一、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Φ339.7mm表套×1356.01mΦ444.5mm钻头×1358mΦ241.3mm钻头×2670.02m（4700m）3、现场应用概况Φ152.4mm钻头×5200m一、气体钻井现场