空氣鉆井技術(shù)難點

1、空氣鉆井技術(shù)難點第1頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 一、地層出水是最大的障礙之一 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?。由于液體在環(huán)空的出現(xiàn)，會潤濕水敏性頁巖，這會導(dǎo)致井塌卡鉆。而且濕巖屑會粘附在一起在鉆桿外壁上形成泥餅環(huán)，不能被空氣從環(huán)空中帶上來。當(dāng)填充環(huán)空時，阻止了空氣流動并產(chǎn)生卡鉆。而且隨著這些間歇的空氣大段塞沿著井眼向上運移，它們會堵塞地面設(shè)備并且對井壁產(chǎn)生不穩(wěn)定性效應(yīng)。第2頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 為了有效的防止水侵，必須了解水層的位置，水的流量和成分，這樣可以很

2、快決定堵水措施。 第3頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五地層出水程度分類小流量：地層出水量低于0.477m3/h ；中等流量：出水量0.4777.95m3/h ；大流量：出水量大于7.95m3/h 。第4頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五地層小流量出水的后果與處理 這是最危險的情況，因為足夠的少量的水將巖屑粘結(jié)在一起，在鉆桿上形成泥包，引起井眼縮小、循環(huán)阻力增大、卡鉆等復(fù)雜情況的發(fā)生。 第5頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五判斷方法 空氣鉆井時，如果上返鉆屑量減小，空氣壓力漫漫增大，鉆屑變大，鉆具轉(zhuǎn)動扭矩增大，上提、下放鉆

3、具有阻力，說明遇到小水層。 第6頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五處理措施 根據(jù)國外的經(jīng)驗，對付小于0.318m3/h的出水量使用化學(xué)干粉能很好解決這個問題。最常用的是硬脂酸鈣、硬脂酸鋅。另外一種是硅膠，它是一種極細(xì)的吸水性顆粒。這些粉末包在巖屑的外面，不會形成泥包，也能在井壁上形成保護(hù)膜，鉆具上已經(jīng)形成的泥塊也易掉下來。而且具有很好的潤滑性能，降低摩阻，在有井斜時效果更明顯。第7頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五泥餅環(huán)的形成及產(chǎn)生的后果a) 差的清洗井眼效果b) 形成泥餅環(huán) d) 發(fā)生卡鉆c) 發(fā)生井下爆炸和著火第8頁，共17頁，2022年，5

4、月20日，12點11分，星期五中等水量發(fā)生巖屑結(jié)團(tuán)的危險性較小，因為在空壓機(jī)功率足夠的情況下，可將水以氣泡形式吹至地面。由于井內(nèi)水多，鉆屑被稀釋，不會使巖屑黏結(jié)成塊。但是對于存在水敏性不穩(wěn)定地層的井，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的井塌。其最明顯的表現(xiàn)是注入壓力升高，鉆屑突然停止上返，鉆速降低，繼續(xù)注入氣體，排出管出口出現(xiàn)液體。處理方法：加入泡沫劑，變成霧化鉆井。 地層中等流量出水的后果與處理第9頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五地層大流量出水的后果與處理大水量危險性較大，因為可能出現(xiàn)地層坍塌，而且空壓機(jī)功率不能滿足將水吹至地面。但是由于井內(nèi)水多，鉆屑被稀釋，不會使巖屑黏結(jié)成塊。其最明顯

5、的表現(xiàn)是注入壓力明顯升高，鉆屑突然停止上返，鉆速明顯降低。處理方法：加入泡沫劑，變成泡沫鉆井或轉(zhuǎn)為用泥漿鉆井 。 第10頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五處理地層出水措施小結(jié)第11頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 了解了水層情況后，在處理水層前，應(yīng)選擇在該情況下的最有效方法。國外曾經(jīng)提出過的一些方法有：（1）用保護(hù)膜將鉆屑包住，使其憎水，即防止鉆屑粘聚；（2）在空氣流中加入少量水分以分散鉆屑，使之易于帶出井筒；（3）在空氣流中加入泡沫劑，以便保證井下的水能以泡沫形式吹至地面；（4）極大地提高壓縮機(jī)的壓力，以便用空氣的壓力將水排出井筒；（5）利用

6、多種材料封堵水層。 第12頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五空氣鉆井難點之二 巖石的硬度：根據(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。由于巖石的硬度一般隨井深而增加，因而井愈深，氣體鉆井愈有效。第13頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五空氣鉆井難點之三 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不能用氣體來鉆。但是國內(nèi)外多口鉆井實踐證明，在氣體鉆井時有坍塌層沒有什么嚴(yán)重的障礙，只是在極個別情況下會引起卡鉆。 第14頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五空氣鉆井難點

7、之四 正確選擇空壓機(jī)等設(shè)備：根據(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(jī)的供氣量和壓力以及地面管匯，為了能夠及時轉(zhuǎn)為霧化鉆井還應(yīng)配備霧化設(shè)備。第15頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五空氣鉆井難點之五巖屑錄井，防塵，保護(hù)環(huán)境： 氣體鉆井鉆屑變成粉末的主要原因：鉆屑被鉆頭重復(fù)研磨變碎；鉆屑在上升至地面的過程中彼此碰撞，并同鉆具、井壁碰撞變碎 ，更重要的是由于鉆具旋轉(zhuǎn)，鉆屑被磨碎；到達(dá)井口的鉆屑經(jīng)過90度轉(zhuǎn)彎，沖擊井口和排出管線而變碎。 因此巖屑錄井獲得大巖屑困難，同時不能采用常規(guī)的錄井方法進(jìn)行錄井。第16頁，共17頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 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，容易造成腐蝕和井下著火。只要壓縮空氣中的氧同烴液或天然氣混合，就極易燃燒或爆炸；壓縮空