氣體鉆井技術(shù)在曹622H井的應(yīng)用

[摘 要]遼河油田大民屯凹陷邊臺——法哈牛構(gòu)造帶北部曹臺潛山，該區(qū)塊地層壓力較低，產(chǎn)量液很低，鉆進(jìn)中存在機械鉆速慢等問題，制約了該區(qū)塊油氣開發(fā)的進(jìn)程。針對以上問題，在遼河油田沈陽采油廠曹622H井開展了空氣和充氣鉆井技術(shù)試驗，取得了較好的效果。氣體鉆井技術(shù)鉆井過程中，有效提高了機械鉆速，曹622H井空氣鉆井機械鉆速是常規(guī)鉆井的4.09倍，充氣鉆井是常規(guī)鉆井的1.53倍，有效發(fā)現(xiàn)和保護(hù)低壓油氣藏。該技術(shù)的試驗成功，為遼河油田氣體鉆井技術(shù)的發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗。

[關(guān)鍵詞]氣體鉆井 工藝流程 機械鉆速 曹622H井

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）21-0351-01

氣體鉆井是在鉆井過程中，將傳統(tǒng)鉆井工藝中運用的液體循環(huán)介質(zhì)，用氣體所取代，如天然氣、空氣、氮氣，及其他一些惰性氣體等。同時，利用高壓氣體鉆進(jìn)，將其作為擊碎巖層的能量，是一種典型的欠平衡鉆井技術(shù)。與傳統(tǒng)的鉆井技術(shù)相比，氣體鉆井具有很多技術(shù)優(yōu)勢。首先，該技術(shù)能夠大幅度的提升鉆井速度，縮短工程周期，還有利于降低鉆頭的耗損，節(jié)省鉆井液成本，降低工程投入。其次，空氣的低密度特性降低了井眼所承受的壓力，徹底消除了鉆井過程中液體循環(huán)介質(zhì)的漏失問題，降低井漏復(fù)雜損失，提高油氣勘探效益。

1、 曹622H井概況

該區(qū)塊鉆井揭露地層自下而上依次為：太古界，下第三系沙河街組沙四段、沙三段，上第三系館陶組、明化鎮(zhèn)組及第四系平原組。曹622H井是一口分支水平評價井，位于大民屯凹陷邊臺-法哈牛構(gòu)造帶北部曹臺潛山，設(shè)計井深2831m，鉆探目的層位為太古界，鉆探目的為落實曹臺潛山深層儲層發(fā)育情況及其含油性，為上報新增探明石油地質(zhì)儲量及下一步勘探開發(fā)部署提供依據(jù)。

曹622H井在二開直井段應(yīng)用氣體鉆井達(dá)到提速目的，其層位從太古界，井深從1004m開始。在鉆進(jìn)過程中，若鉆遇全烴氣測異常井段，直接改為充氣鉆井；若地層出油，則直接轉(zhuǎn)化為充氣鉆井；若地層出水，則根據(jù)出水量的大小則改為霧化鉆井或充氣鉆井。

（1）若空氣鉆井過程中，全烴值連續(xù)超過3%立即轉(zhuǎn)化為充氣鉆井。

（2）如果氣體鉆進(jìn)中地層出油，直接轉(zhuǎn)化為充氣鉆井，若調(diào)整充氣量鉆井仍然有地層原油侵入，則改為常規(guī)鉆井液鉆井。

（3）如果氣體鉆進(jìn)中地層出水，若出水量小于5m3/h，采用霧化鉆井。若出水量大于5m3/h以上，不能滿足正常霧化鉆進(jìn)時，轉(zhuǎn)化為充氣鉆井。

2、 氣體鉆井工藝流程

2.1 氣體鉆井工藝流程

綜合分析試油和鄰井測井?dāng)?shù)據(jù)，目的層位為太古界，鉆井過程中井壁穩(wěn)定，地層壓力系數(shù)為1.01，破裂壓力系數(shù)為1.74，由于該區(qū)塊地層壓力較低，產(chǎn)量液很低，尤其鄰井曹605該層位為干層和低產(chǎn)油層所占比例達(dá)到77%，并且區(qū)塊統(tǒng)計原油平均產(chǎn)量為1 噸/日，伴有出水，因此采用空氣、充氣鉆井方式。

（1） 空氣鉆井工藝流程

本井采用空氣作為工作介質(zhì)，用空氣壓縮機先將空氣壓縮，然后再用增壓機將空氣增壓至鉆井所需的工作壓力，并將增壓后的空氣經(jīng)地面管匯從立管三通壓入鉆具，利用壓縮空氣完成攜帶鉆屑、冷卻鉆頭和鉆具等任務(wù)，再通過環(huán)空到達(dá)井口，從旋轉(zhuǎn)控制頭側(cè)出口進(jìn)入到排砂管線（排砂管線上安裝一個巖屑取樣器便于取砂樣），然后經(jīng)過噴淋除塵系統(tǒng)到達(dá)巖屑排放池。

（2）充氣鉆井工藝流程

充氣鉆井是在空氣鉆井的基礎(chǔ)上使用泥漿泵，從旋轉(zhuǎn)控制頭側(cè)口出來的流體經(jīng)節(jié)流管匯進(jìn)入液氣分離器到達(dá)振動篩，其它設(shè)備與純空氣鉆井時相同。

3、 復(fù)雜情況的判斷和處理

3.1 井下異常情況的征兆及判斷

（1）地層出水的征兆及判斷：

①注氣壓力增大；②取樣器中返出巖屑濕潤；③停止噴淋后排屑管出口有霧狀物出現(xiàn)。

（2）地層出氣的征兆及判斷：

①氣測全烴值含量有明顯的升高；②排屑管出口返出氣體有異味。

（3）地層坍塌的征兆及判斷

①注氣壓力增大；②轉(zhuǎn)盤扭矩增大；③排屑管出口噴出的巖屑增多，有掉塊；④上提、下放鉆具阻力增大。

（4）地層出高凝油征兆及判斷：

①注氣壓力增大；②出口重?zé)N組分增加；③排屑管出口噴出的巖屑減少甚至無巖屑返出，并間歇帶返出團(tuán)狀黑油滴；④上提、下放鉆具阻力增大；⑤轉(zhuǎn)盤扭矩增大。

3.2 井下異常情況的處理措施

（1）地層出水

如果氣體鉆井作業(yè)中發(fā)現(xiàn)地層出水，在設(shè)備能力允許的情況下增大注氣量，如果出水量過大，通過增大注氣量不能將水帶出，轉(zhuǎn)化為充氣鉆井液鉆井或常規(guī)鉆井；

（2）地層坍塌

在氣體鉆井過程中如果出現(xiàn)輕微坍塌掉塊，可以采用減慢鉆井速度或劃眼，堅持“進(jìn)一退二”的原則，防止卡鉆，同時也應(yīng)加大氣體注入量，提高攜帶效率，滿足井眼清潔的需要；如果采取上述措施不能滿足井眼安全鉆井的要求，則立即停止氣體鉆井作業(yè)，轉(zhuǎn)換為常規(guī)鉆井液鉆井。

（3）地層出H2S氣體

如果監(jiān)測設(shè)備發(fā)現(xiàn)H2S氣體應(yīng)立即停止氣體鉆井作業(yè)，轉(zhuǎn)換為鉆井液鉆井。

（4）地層出高凝油

①停止鉆進(jìn)，提離井底1個單根；②轉(zhuǎn)換為充氣鉆井循環(huán)1h，觀察出口高凝油、巖屑和立壓變化；③若巖屑返出正常，立壓未現(xiàn)異常，未見高凝油返出，則繼續(xù)鉆井，否則轉(zhuǎn)換充氣鉆井或常規(guī)鉆井

4、 應(yīng)用效果分析

（1）曹622H井空氣鉆井機械鉆速是常規(guī)鉆井的4.09倍，充氣鉆井是常規(guī)鉆井的1.53倍。

（2）曹622H井空氣鉆井機械鉆速是鄰井曹602井241mm 井眼常規(guī)鉆井的2.22倍，是鄰井曹602井241mm 井眼常規(guī)鉆井的2.89倍。

（3）曹622H井充氣鉆井條件下鉆井液密度為0.90g/cm3左右，比常規(guī)鉆井低0.15 g/cm3左右，在充氣鉆井過程中，振動篩有原油和砂子不斷返出，保護(hù)了油氣層。

（4）在空氣鉆井鉆進(jìn)過程中，若鉆遇全烴氣測異常井段，直接改為充氣鉆井；若地層出油，則直接轉(zhuǎn)化為充氣鉆井；若地層出水，則根據(jù)出水量的大小則改為霧化鉆井或充氣鉆井。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫繼明，侯樹剛，李鐵成.空氣鉆井技術(shù)在普光D-1井的應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù).2006（04）.

[2] 趙保忠，高立新，秦麗娟.空氣鉆井技術(shù)在滴北1井的試驗與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝.2008（04）.

作者簡介：王楠（1983-），男，遼寧營口人，畢業(yè)于遼寧對外經(jīng)貿(mào)學(xué)校財務(wù)專業(yè)，助理工程師，主要從事經(jīng)營與結(jié)算工作。