气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用

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1、20l2第7卷第35j技术应用20l2VO1．7NO．3气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用杨凤山(北京市地质矿产勘查开发局，北京100195)摘要：本文通过地热钻井气举反循环施工实例，说明其钻井深度可以达到4000m以下的深度。关键词：地热井；气举反循环；钻井深4000m中图分类号：TE245文献标识码：A文章编号：1007-1903(2012)03—0050—030前言表2气举反循环施工设备序号设备型号(规格)单位数量备注北京地区地质条件复杂，给地热钻井带来了困难。经名称过地热钻井相关技术人员多年的辛勤努力，北京地热钻1钻机RG30套1380kw功

2、率井深度已超~AO00m，钻井工艺除利用传统的化学泥浆循2空气压SF厶l135kw缩机一7．5／150I：J功率环液钻探外，还能实施气举反循环等特殊的钻探工艺。3气水龙个l又名气头盒子4双壁方1331工程概况钻杆mm根1双壁钻配备足5且SHB127／60根50够0型北京市顺义北小营地区某地热井使用化学泥浆循环圈液钻井至3600m，其井身结构及钻遇地层岩性详见表1。6牙轮钻HA537／6只10胎体打头一水眼由于地热井深度计划钻进至4200m，为使成井效果达到7气水混只1预期，采用气举反循环钻井施工工艺。合器表1井身结构及钻遇地层主要岩性2．2气举反循环应用过程

3、(1)施工准备井段井眼尺寸套管尺寸主要岩性将地热井孔内泥浆置换成清水，并将地面气路管线O339．7mm×第四系砂砾～3O0m445mm9连接好，检查管线的气密性，调试好空压机、钻机等施工．65mm石、安【JJ岩300244．5mm×关键设备，检查双壁钻具接头的完好程度，更换老化破损～l400ra31lm10安山岩、砂岩．03mm的0型圈，检查气水龙头的密封性，排列好施工用钻具，1400～177．8mm×页岩、砂岩、3O00m216mm9钻具基本组合为：152mm专用钻头+121mm钻铤10根．19mr~泥岩、煤层+89ram钻具(若干)+气水混合器+127m

4、m双壁钻具3000，～3600m152mm裸眼白云岩(若干)+方保接头+133mm双壁方钻杆+气水龙头。3600，～4200m152mm裸眼白云岩(2)施工过程简介第一趟钻进井段为3600~3652m，双壁钻具下入深2气举反循环钻探成井施工情况度为373~425m，随着进尺的增加使用双壁钻具进行加尺，钻头选用HA537／6牙轮钻头，胎体打一50mm的2．1气举反循环施工设备(见表2)水眼，双壁钻具下入深度与井深的比值为1：8．6～l：9．7，2O122Ol2Vo1．7No．3杨凤山：气举反循环钻井技术在超深地热井钻探中的应用第7卷第3期施工钻压控制在30~5

5、0KN，转速控制在60~80r／min，2．2m／h。保持地热井水位在孔口，空压机注气启动压力为根据前三趟钻进过程中的现象，在此井段钻进过程4．1～4．8MPa，正常循环注气压力为3．1～3．7MPa，钻进中果断的减少了双壁钻具下入深度，钻进时效增加的效果加排渣时效为1．1m／h。比较明显，钻头磨损相当的轻微。由于地热井孔内的泥浆被清水置换，使3600m以上第五趟钻进井段为3945~4098m，双壁钻具下入深度的裸眼段有轻微的掉块，造成几次轻微的卡钻事故，用仍为294~332m。随着进尺的增加先使用双壁钻具进行加上提下压的简单处理措施解决。施工中出现进尺一根

6、单尺，后使用qb89mm钻具加尺，仍使用30mm水眼的钻头，根(9．6m)加尺后无法排渣的现象。开启泥浆泵打压至双壁钻具下入深度与井深的比值为1：12-3～1：13。施工钻压12Mpa仍无法正常循环，提钻后发现下部三根钻铤内管全同样控制在30~50kN，转速控制在60~80r／min，保持地部被岩屑堵死，岩屑多为片状直径一般5cm左右。分析事热井水位在孔口，空压机注气启动压力为2．3～3．1MPa，正故原因，其一钻头胎体水眼过大，岩屑颗粒质量过大，造常循环注气压力为1．6～2．0MPa，此井段钻进加排渣时效成排渣困难；其二无进尺排渣过程时间过短，应控制在1为

7、2．4m／h。小时左右，并以岩屑排出量进行辅证。此井段施工中又进一步减小了双壁钻具下入深度与第二趟钻进井段为3652~3736m，双壁钻具下入深井深的比值，同时空压机的正常循环注气压力有所减小，度为332~373m。随着进尺的增加先使用双壁钻具进行进尺时效有所增加。加尺，后使用89mm钻具加尺，将钻头胎体水眼尺寸改第六趟钻进井段为4098~4200m，双壁钻具下入深度为30mm。双壁钻具下入深度与井深的比值为1：10~1：11，仍为294~332m。随着进尺的增加先使用双壁钻具进行加施工钻压同样控制在30~50kN，转速控制在60~80r／尺，后使用中89m

8、m钻具加尺，仍使用30mm水眼的钻头。min，保持地