资源描述：
《空气锤在石油钻井中的应用前景.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、钻井工程天然气工业2006年4月3空气锤在石油钻井中的应用前景刘权萍孟英峰梁红李旭“(油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学)刘权萍等.空气锤在石油钻井中的应用前景.天然气工业,2006,26(4):50253.摘要针对目前深部、复杂地层钻速低和易产生井斜、大直径井眼和水平井施加钻压困难、钻井成本高等问题进行了大量的调研。通过相关文献提供的数据和图表资料分析得出:空气锤结合了冲击回转钻井和空气钻井的两大钻井优势,转速低,扭矩小,钻压小,降低了钻具循环应力和磨损,控制井斜容易,在很大程度上提高了机械钻速、降低了钻井时间和成本,钻硬地层时优点更为突出,由此提出了研究
2、空气锤的必要性,并全面总结了空气锤钻井的优越性,同时也指出了它应用的局限性。最后分析了我国油气资源现状、钻井状况和空气锤在国内外的应用实例,得出空气锤在低压低渗层欠平衡钻井、欠平衡钻水平井、深井、超深井、复杂地层、大直径井中开发油气资源有着广泛地应用前景。主题词空气锤钻井钻压钻速成本井斜开发的进展,所钻深井的数量不断增多,从而导致所一、问题的提出钻大尺寸井眼比例增大。但是在井深较浅的时候,钻井过程中经常遇到加钻压困难、井斜及钻速施加钻压困难,国产大尺寸钻头结构单一、型号少,低等问题,这些问题给钻井工作带来了极大困难,严破岩机械能量和水力能量不足,在易斜井段目前尚重制约了勘探
3、开发步伐,影响了经济效益。无可靠的防斜保直措施,最后导致钻速低、成本高。(1)深部地层钻速太低。井眼打开后,井底岩石如何解决这些难题是石油工作者一直探索的课[125]在受到上覆岩石的压力、钻井液液柱压力、由上覆岩题。PrattC.A.等人都曾报道,空气锤具有钻压层压力产生的水平地应力和地层渗流压力的作用下小,转速低,钻井质量好,井斜和循环漏失小,钻铤数产生各向压缩效应,必然导致岩石的硬度和塑性都量较少,消除了井下复杂而昂贵的钻具组合(BHA),增加,并且在一定液柱压力的作用下,岩石将从脆性改善了钻具受力和钻具磨损,延长了钻头寿命,大大破坏转化为塑性破坏。因此,随着井深的增加
4、或钻地提高了钻速,很大程度上降低了钻井成本和钻井井液密度的增加均导致岩石可钻性减少,钻井速度时间。国外有资料表明用空气锤钻大尺寸表层井眼大大减少,钻头磨损又快,井眼轨迹容易偏斜。据统能取到很好的经济效益,提高钻速,降低成本。计,在全世界范围内,石油钻井成本约占石油生产综二、空气锤的特征合成本的50%～70%。因此,钻井成本是构成深井勘探成本的主体。随着井深的加大,成本成指数增图1所示为在Arkoma盆地打油气井选用的空[2]长。气锤结构简图。(2)复杂地层、深井井斜突出。井斜给钻井、完井、采油带来极大的安全隐患,钻井过程中影响钻速提高,更严重可能导致不能钻达目的层而使井眼报
5、废,造成重大的经济损失,由此可见控制井斜至关重要。图1空气锤结构简图(3)钻大尺寸井眼钻速低。随着我国石油勘探3本文系CNPC气体钻井技术相关基础研究项目(编号:03A20204)。作者简介:刘权萍,女,1979年生,硕士研究生;从事欠平衡钻井装备研究工作。地址:(610500)四川省成都市新都区。电话:(028)83033914。E2mail:liuquanping655@sohu.com·50·第26卷第4期天然气工业钻井工程[124]1.空气锤与其他钻井方式比较3.独特的优越性空气锤钻井是冲击加回转、静压和动载、斜冲击总结起来,空气锤兼容了空气钻井和冲击回转破岩联合实
6、现。岩石的抗剪强度仅为抗压强度的钻井的优势:①钻井效率高,速度快(冲击加回转)。10%,这正好满足冲击回转钻井破岩主要以冲击动②钻压和转速较低。由于此工艺是靠孔底空气锤带载为主,剪切破碎为辅的原则,其机械钻速一般比回动钻头冲击破碎岩石,空气流量和压力直接影响钻转钻井高2～3倍。空气锤是当今解决硬岩钻井难井效率,而钻压、转速对其影响较小。这样,在水平[6][7]题的一种有效方法,能降低钻井成本,减少钻井钻井中因转速和钻压较低而减少了钻杆的扭矩和摩[1]时间。用气体(空气、天然气、柴油机尾气以及惰擦阻力,解决了水平井钻柱与井壁(套管)之间的摩[8,9]性气体)作为循环介质,钻速
7、快(表1、2)。擦难题。③空气锤技术克服了空气钻井中井斜的问题。对于严重倾斜的地层,即使采用空气钻井,也必[8]表1空气回转和空气冲击回转机械钻速对比须大大降低钻压以控制井斜。空气锤钻井方向不受井眼直径钻速(英尺/小时)限制。钻垂直井,垂直度高,因为活塞直接冲击钻机械钻速比(英寸)回转冲击回转头,钻杆不承受很大的轴向力。转速低,随井的加深94.6710.62.27仍能保持较高的垂直度,这在油气井中十分重要。97.16324.46121/44.958.41.7④能保持稳定的钻速。钻头破碎岩石的能力直接来924.325
