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气体钻井技术培训川庆钻采技术研究院 气体钻井概述 一、概论 概 论 概 论 概 论 一、概论 气体钻井方式、工艺流程 气体钻井方式、工艺流程 纯空气钻井 纯空气钻井 雾化钻井 雾化钻井 雾化钻井 泡沫钻井 谢谢！ * 气体钻井是以气体作为循环介质代替钻井液的钻井技术 定义： 1953年，美国的EI paso天然气公司首次利用空气作钻井液在犹他州成功地钻成了第一口油气井。自那时起，利用空气或天然气来进行油气井钻探的方法在全球范围得到广泛应用，采用空气和天然气钻井技术已能钻达5000m的深度。 气体钻井技术在国外（特别是加拿大、美国）已得到广泛应用。 60年代四川盆地曾经在8口井中使用天然气钻开产层，见到一定效果，由于井控设备落后、工艺技术差、装备不配套而没有进行下去。80年代后期国内一些油田和院所又重新开展起气体钻井的研究和应用，取得了较大的进步和成绩。近年为了解决长段低压破碎地层的钻井问题，提高低压、低渗油气藏的开发效益，提高钻井进度，国内再次开展气体钻井的研究与应用，积极探索用气体钻井技术提高机械钻速的方法，大幅度提高了勘探开发速度和单井油气产量。 发 展 起源 关键点： 起源于50年代，空气钻井，充气钻井和泡沫钻井。 国内起源于60年代的天然气钻井。 提高钻速（井底压力低压持效应小） 解决井下复杂（井漏、水敏性坍塌等） 发现和保护气层 目前的主要用途： 受观念，认识，装备，资经的影响 优点： 极大的降低了对产层的地层损害 消除了井漏对钻井作业的影响 可获得更高的钻进速度（井越深，其效果越明显） 可提高钻头使用寿命 对付硬地层钻进的能力显著提高 工作条件和环境变得更为清洁 与泥浆钻井相比，由于气体钻进速度更快，花费的时间更小，故可降低钻井作业的总成本 缺点： 对地层压力的控制能力降低。因此气体钻井作业一般限于那些储层孔隙压力较低的地区 气体钻井对付地层应力垮塌的能力低，因为井内几乎不存在流体压力来支撑井壁并防止其坍塌 对付大量地层水侵入环空的能力是有限的 由于环空中含砂气流的冲刷作用，钻杆的磨损会加剧 在钻进期间，井内的流体几乎不可能对钻柱提供缓冲作用， 钻具更易疲劳 空气钻井 氮气钻井 天然气钻井 尾气钻井 雾化钻井 泡沫钻井（气相可以是空气、氮气、天然气） 分类： 纯气体钻井 1、纯气体钻井 纯气体钻井就是用纯气体作为循环介质的钻井技术，包括纯空气钻井，氮气钻井、天然气钻井和尾气钻井。 其中空气钻井主要用于非产层（其原因在于空气钻产层存在井下燃爆的危险），而氮气钻井、天然气钻井和尾气钻井主要用于产层。 坚硬、干燥的地层 非常规裂缝地层 水敏性强的地层 严重缺水的地区 1、空气钻井技术适用地质条件： 立管 岩屑池 增压机 气体流量计 冷却设备 空压机组 空气、钻屑 旋转防喷器 排砂管 砂样取样器 井口装置 降尘器 2、纯空气钻井地面流程图： 空压机 旋转防喷器 增压机 3、纯空气钻井主要设备： 空气输送管线及阀门 钻具止回阀 排砂管线 检测仪表 空气锤 4、纯空气钻井井场布置图： 按设计要求根据确定的最大注气量和注入压力选择注入设备、管汇和仪器。设备安装就位后应进行严格的试压试运转 按设计要求制定详细的岗位分工和应急预案，在施工中严格落实 气举过程中注意注入压力的变化，如压力过高应控制井口回压，防止出现意外和污染事故的发生 钻进过程中注意注入压力变化、岩屑返出情况的变化、钻具旋转和上提下放阻力变化情况。如果出现异常情况应停止钻进充分洗井，或调整注入量，保持井眼畅通 如果需要测井、固井等作业需要替入完井液，则注意注替过程中控制井口压力和返出量 5、纯空气钻井工艺要点： 1、雾化钻井技术基本要点： 雾化钻井技术与气体钻井技术同步出现。当地层流体侵入使纯气体钻井系统无效时，通常实施雾化钻井。雾钻井的产生一般都是由于地层中含少量水分，在干气钻井的基础上形成的。雾化钻井的定义是“吸收的水量正好足够使气体饱和，从而将地层侵入井内的水以水滴的形式带出井眼。少量液滴分散在气体中的分散体系为雾，一般的含水量为0.1%-4%，气体占96％－99.9%（体积比）范围。其化学组分与泡沫类似，含有气、水及发泡剂，它系气液两相流体。雾是一种过渡体系，含水量增多就变成泡沫。雾的密度一般为0.02-0.07g／cm3。 2、设备与流程： 设备： 除气体注入设备外，还需要储液罐、液体注入设备和液气混合装置（泡沫发生器），现场一般用雾化泵或水泥车作为注液泵。 工艺流程： 来自气体注入设备的压缩气体与