空氣鉆井技術(shù)難點分析及安全技術(shù)措施

1、Word文檔 空氣鉆井技術(shù)難點分析及安全技術(shù)措施 空氣鉆井技術(shù)可使產(chǎn)層免受鉆井完井液的污染，從而提高油井產(chǎn)能并消退鉆井液大量漏失而造成的鋪張，對于高滲、裂縫性地層以及對侵人液體高度敏感地層，空氣鉆井技術(shù)是降低鉆井液、濾液及固相侵人，防止損害儲層的一種有效方法。 空氣鉆井是繼水平井鉆井技術(shù)用于生產(chǎn)的又一項新技術(shù)，同時也是一項快速進展起來的熱門技術(shù)。雖然世界各國都還沒有特別成熟的技術(shù)和要求，但經(jīng)各國鉆井專家們的不懈努力，目前該項技術(shù)正隨欠平衡技術(shù)的不斷應(yīng)用而逐步走向成熟。 1.1空氣與泡沫鉆井設(shè)備及工具方面 國外在設(shè)備上已生產(chǎn)出大排量、高壓力空氣鉆井設(shè)備、霧化泵、空氣鉆井專用鉆頭等，而且研制出的各

2、種鉆井系統(tǒng)、化學(xué)劑及一些專用工具都已申請了專利。美國、加拿大在19%年的鉆井設(shè)備改造就達到了25%，WpC預(yù)言，最終將超過50%。 目前，國內(nèi)鉆并設(shè)備改造才占了1乃，只生產(chǎn)了小排量、低壓力空氣鉆井設(shè)備，大排量、高壓力空氣鉆井設(shè)備還未實現(xiàn)國產(chǎn)化，主要依靠進口，且價格相當(dāng)昂貴，國內(nèi)數(shù)量有限，但在幫助配套裝置、調(diào)試及應(yīng)用方面均取得了長足進展。在空氣鉆井的鉆具方面，目前國內(nèi)已研制出用于氣體鉆井或欠平衡鉆井技術(shù)鉆定向井及各類特別工藝井的必需工具空氣螺桿鉆具、空氣錘等專用工具。 1.2空氣鉆井技術(shù)方面 國外在空氣鉆井工藝技術(shù)上日益完善并趨成熟。美國僅空氣鉆井一項就占年進尺的16.7%。國內(nèi)各大油田都已開展

3、了空氣鉆井技術(shù)的討論與應(yīng)用，目前，部分油田如四川、長慶、新疆等處于較成熟階段，而其它油田均處于討論與試驗階段。我國空氣鉆井應(yīng)用主要在四川地區(qū)，目前有30多口井，與國外相比，差距很大。江漢油田空氣與泡沫鉆井才開頭嘗試，還需兄弟油田供應(yīng)設(shè)備及技術(shù)服務(wù)，通過該項技術(shù)的嘗試，有望今后得到更進一步的應(yīng)用。 1.3空氣鉆并事故處理方面 國內(nèi)外對于空氣鉆井中消失的巖屑排解及防止鉆頭、鉆桿泥包卡鉆問題，地層出水與處理問題、縮徑問題，井下失火與爆炸，固結(jié)性極差的地層的穩(wěn)定性，金屬(鉆具)的腐蝕與沖蝕，井控問題等事故均實行了合理有效的措施，實行嚴格的掌握與準(zhǔn)時處理，保證了空氣鉆井作業(yè)的平安實施。 美國能源部已經(jīng)投

4、資研制出適用于空氣與泡沫鉆井的隨鉆測試系統(tǒng)(MWD)，該系統(tǒng)可用于空氣鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井，該部還大量投資進行了空氣鉆井的理論和實踐方面的討論工作。并且美國Arkom。油田在空氣鉆井地面循環(huán)分別配套設(shè)備的研制、使用方面取得了良好的效果。另外，由于空氣鉆井具有很多優(yōu)點，于是將空氣鉆井技術(shù)應(yīng)用于定向井和水平井已成為目前世界各國討論熱點。因此，隨著井下空氣馬達、空氣鉆井隨鉆測試系統(tǒng)和電視攝像測井技術(shù)的討論與應(yīng)用，空氣鉆井技術(shù)的潛力將更大。 空氣鉆井有待討論的內(nèi)容有: 1)從理論上解決氣一固兩相流淌性和氣流傳輸固相的原理。 2)從理論、試驗上討論霧化空氣的流淌特性和氣一液一固三相流淌的有關(guān)參數(shù)的計

5、算方法。 3)討論空氣鉆井井下著火機理和研制井下滅火設(shè)備。 4)建立空氣鉆井與井控培訓(xùn)中心，推廣使用空氣鉆井技術(shù)。 5)完善空氣鉆井現(xiàn)場工藝，討論更多的井下工具和地面配套設(shè)備。 3.1空氣鉆井技術(shù)難點 空氣鉆井技術(shù)在以往實際的應(yīng)用過程中，產(chǎn)生過一系列的問題，并且主要存在以下技術(shù)難點： l)井斜掌握:氣體鉆井并斜掌握難度特別大，井斜掌握技術(shù)在國外尚未有較深人的討論，我國在氣體鉆井掌握井斜方法上，主要是采納輕壓吊打等犧牲機械鉆速的方法。據(jù)分析，造成井斜的緣由主要有： 氣體鉆井工具造斜規(guī)律不清晰，空氣錘、空氣螺桿等工具的造斜規(guī)律尚未有較系統(tǒng)的討論; 在井斜存在的狀況下，鉆具靠在下井壁上，造成下井壁的

6、空氣流淌速度減慢，下井壁的鉆屑無法準(zhǔn)時被帶走，將鉆頭”墊”向上井壁，造成井斜越來越大; 高流速氣體沖刷并壁，井徑擴大嚴峻，穩(wěn)定器不起作用。 2)地層出水：由于空氣不能攜帶井眼穩(wěn)定添加劑，所以不能直接用空氣鉆穿不穩(wěn)定地層。當(dāng)鉆遇飽和水層，粉塵會變?yōu)槎稳．?dāng)填充環(huán)空時，阻擋了空氣流淌并產(chǎn)生卡鉆。如何有效地解決這類問題，有待討論。 3)巖石的硬度：依據(jù)室內(nèi)和鉆井實踐表明，在堅硬的巖層中用氣體鉆井最有效，而軟地層效果差。這就需要把握氣體與泡沫鉆井適應(yīng)的巖石硬度極值范圍。 4)地層坍塌:因井筒內(nèi)空氣柱幾乎對地層無作用力，因此靠靜液柱壓力來平衡坍塌壓力的地層能不能用氣體來鉆，有待調(diào)研。 5)正確選擇空壓機

7、等設(shè)備:依據(jù)設(shè)計的鉆井參數(shù)如上返速度、立管壓力來確定空壓機的供氣量和壓力以及地面管匯，為了能夠準(zhǔn)時轉(zhuǎn)為霧化鉆井還應(yīng)配備霧化設(shè)備。 6)巖屑錄井，防塵，愛護環(huán)境的方法:巖屑錄井獲得大巖屑困難，同時不能采納常規(guī)的錄井方法進行錄井。 7)防止井下爆炸:空氣用于欠平衡鉆井具有一般氣體欠平衡鉆井的特點，但由于空氣中含有腐蝕和著火來源的氧氣，簡單造成腐蝕和井下著火。只要壓縮空氣中的氧同烴液或自然氣混合，就極易燃燒或爆炸; 8)防止排出管線堵塞:一般認為排出管內(nèi)氣流速度不低于25.4翻了s時就能夠避開巖屑下沉。為了防止氣流中的巖屑下沉，應(yīng)實行相應(yīng)的措施。 3.2空氣鉆井留意事項及平安技術(shù)措施 l)依據(jù)所鉆井

8、眼尺寸，預(yù)備好足夠數(shù)量的空氣壓縮機、增壓機，以確保能供應(yīng)滿意空氣鉆井要求的足夠空氣量，同時預(yù)備好霧化泵、化學(xué)藥劑注人泵，在井下出水時，空氣鉆井不能滿意要求的狀況下，準(zhǔn)時轉(zhuǎn)化成霧化或泡沫鉆井。 2)施工前，對全部地面設(shè)備、井口設(shè)備及地面管匯進行試壓。試壓必需按設(shè)備的最高工作壓力進行，試壓合格后才能開鉆。 3)施工前，應(yīng)對現(xiàn)場相關(guān)人員進行技術(shù)措施、施工步驟、平安留意事項等內(nèi)容的培訓(xùn)。同時，現(xiàn)場操作人員要接受井控、消防、QHSE培訓(xùn)，并持證上崗。 4)人井鉆具必需安裝兩只以上鉆具止回閥，一只接在鉆頭上，另一只接在井口四周的鉆柱上。在有條件的井隊，還應(yīng)在鉆挺與鉆桿之間裝一只井下防火閥。同時，在空氣鉆井時，每鉆進50一1加m應(yīng)在鉆具上加接一只鉆具止回閥。 5)空氣鉆進期間，應(yīng)留意立管壓力及井下狀況，發(fā)覺立壓突然上升、扭矩變化、憋跳嚴峻、上提鉆具遇卡等井下特別現(xiàn)象時，應(yīng)馬上停鉆，活動鉆具，循環(huán)觀看，并準(zhǔn)時處理。 6)空氣鉆進過程中，若發(fā)覺地層出水，應(yīng)馬上停鉆，加大空氣排量循環(huán)觀看。若出水量較小，則低速鉆進觀看，確認井下平安后，按摸索出合理的鉆進參數(shù)連續(xù)鉆進。若出水量較大，空氣鉆進難以確保正常鉆進和井下平安時，應(yīng)馬上轉(zhuǎn)化為其它(霧化、泡沫或充氣)氣體型流體鉆進。 通過空氣鉆井技術(shù)在國內(nèi)外的討論與應(yīng)用，特殊是對鄂西渝東地