大庆油田气体钻井技术研究与应用.pdf

2 0 0 9年 1 0月 第 2 8卷第 5期 大庆石油地质与开发 P e t r o l e u m Ge o l o g y a n d Oi l fi e l d De v e l o p me n t i n Da q i n g Oc t ．， 2 0 0 9 V0 1 ． 2 8 No ． 5 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 0 0 9 ． 0 5 ． 0 3 3 大庆 油 田气体钻 井技术研 究与应用 刘 合 杨智光 张书瑞 孔凡军 姜玉芳 刘志焕 1 ．大庆油 田有限责任公 司，黑龙江 大庆1 6 3 4 5 3 ；2 ．大庆油 田有限责任公 司钻探工程公司 钻井 工程技术研究院 ，黑龙江 大庆1 6 3 4 1 3 ； 3 ．大庆油 田有限责任公 司钻探T程公 司钻井一公司 ， 黑龙江 大庆1 6 3 4 1 1 摘要 松辽盆地北部深层天然气勘探取得历 史性 重大突破 ， 2 0 0 5年 初大庆徐 家围子地 区提交 了 1 0 1 8 ． 6 81 0 m 天然气探明储量，中石油公司提出了 “ 松辽盆地北部深层天然气勘探要成为重点，加快天然气勘探开发步伐， 尽快探明第 2个、第 3 个 1 0 0 01 0 m 天然气”的要求。但是，大庆油田泉二段以下岩石可钻性差、硬度高、 钻速慢 ，常规的钻井液钻井技术不能满足大 庆气 田快速 勘探 开发 的需 要 。为 此 ，试验 、推 广 了气体 钻井技 术 ， 大幅度提高了钻井速度，与常规钻井相比平均机械钻速提高4～ 6倍，单井钻进周期缩短 1 1 d以上，并成功试验 了储层氮气钻井 。 发现和保护储层效果显著 。形成 了 7项气 体钻井关 键技 术 ，试验取 得较好 的应用效果 ，指 出 了气体钻井存在 的主要 问题 和攻关方 向。 关键词气体钻井；机械钻速；储层保护；大庆油田 中图分类号T E 2 4 2 文献标识码A 文章编号1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 0 9 0 5 - 0 1 9 8 - 0 5 RES EARCH AND APPLI CATI oN oF GAS D RI L L I NG T EC HNoL oGY I N DAQI NG oI L F I EL D LI U He ， YANG Zh i ． g u a ng ， Z HANG S h u． r ui 。 ，K O N G F a n j u n ，J I A N G Y u f a n g ，L I U Z h i ． h u a n 1 ． D a q i n g O i lfi e l d C o m p a n y L t d ． ， D a q i n g 1 6 3 4 5 3 ，C h i n a ；2 ． D r i l l i n g E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y R e s e a r c h I n s t i t u t e ， D a q i n g D r i l l i n g a n d E x p l o r a t i o n E n g i n e e r i n g C o m p a n y ，D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ，D a q i n g 1 6 3 4 1 3 ，C h i n a ； 3 ． No ． 1 Dr i l l i n g Co mpa n y， Da q i n g Dr i l l i n g a n d Ex p l o r a t i o n En gi n e e r i n g Co mp an y， D a q i n g O i lfie l d C o m p a n y L t d ． ，D a q i n g 1 6 3 4 1 1 ，C h i n a Ab s t r a c t Th e e x p l o r a t i o n o f na t u r a l g a s i n d e e p z o ne o f no ah S o n g l i a o b a s i n h a s o b t a i n e d a h i s t o r i c a c h i e v e me n t ． I n 2 0 0 5， m o r e t h a n 1 0 0 b i l l i o n c u b i c me t e r s n a t u r a l g a s r e s e r v e s w e r e e x p l o r e d i n t h e B l o c k X u j i a w e i z i o f D a q i n g Oi l fie l d ． CNPC pr o p o s e s t h a t t h e e x p l o r a t i o n o f n a t u r a l g a s i n de e p z o n e o f n o ah S o n g l i a o Ba s i n s h o u l d be c o me t h e f o c us o f wo r k，a nd n a t u r a l g a s e x p l o r a t i o n r a t e s h o u l d b e s p e e d e d u p S O a s t o d i s c o v e r t h e s e c o n d a n d t h e t h i r d 1 0 0 b i l l i o n n a t u r a l g a s r e s e r v e s a s s o o n a s p o s s i b l e ．H o w e v e r ， t h e f o r m a t i o n b e l o w Q u a n I I i n D a q i n g O i l f i e l d i s o f p o o r dr i l l a b i l i t y，h i g h h a r d n e s s a nd l o w ROP．I n a d di t i o n，t h e c o n v e n t i o na l d r i l l i n g t e c h n o l o g y wi t h l i q u i d d r i l l i n g flu i d s c a n n o t me e t r e q u i r e me n t s o f r a p i d e x pl o r a t i o n a n d d e v e l o p me n t o f Da q i n g g a s f i e l d． Th e r e f o r e，t h e g a s d ril l i n g t e c hn o l o g y h a s b e e n wi d e l y u s e d t o i mp r o v e t h e d r i l l i n g r a t e i n Da q i n g g a s f i e l d．Co mp a r e d wi t h t ha t o f c o nv e n t i o n a l flui d d r i l l i n g t e c h n o l o g y，t h e a v e r a g e d r i l l i n g r a t e o f g a s d r i l l i ng t e c h n o l o gy wa s i n c r e a s e d b y 46 t i me s，a n d t he d r i l l i ng c y c l e o f s i ng l e we l l wa s d e c r e a s e d b y o v e r 1 1 d a y s ．Be s i d e s ，r e s e r v o i r n i t r o g e n d r i l l i n g t e c h n i q u e wa s S U C 一 收稿 日期 2 0 0 9 - 0 5 1 8 作者简介 刘合 ，男 ，1 9 6 1年生 ， 教授级高级工程师 ，博士 ，从事油 田开发研究 。 E ma i ll i uh e p e t r o c hi n a ．c o rn． c n 第 2 8卷第 5期 刘合等 大庆油田气体钻井技术研究与应用 1 9 9 c e s s f ul l y t e s t e d wh i c h h a s p r o mi n e n t e f f e c t o n fin d i n g a n d pr o t e c t i n g r e s e r v o i r s ． 7 ke y g a s d r i l l i n g t e c h n o l o g i e s h a v e b e e n r me d wi t h g o o d e f f e c t s i n fie l d t e s t s ．The k e y p r o b l e ms a nd f u r t h e r r e s e a r c h a r e a s o f g a s d r i l l i n g h a v e b e e n p o i n t e d o u t i n t h i s p a p e r ． Ke y wo r ds g a s d r i l l i n g；d r i l l i ng r a t e；r e s e r v o i r pr o t e c t i o n，Da q i n g Oi l fie l d 遵照中石油股份公司“ 松辽盆地北部深层天然 气勘探要成为重点 ， 提高深层天然气的转化率 ， 以气 补油 ， 油气并重” 的指示精神 ， 大庆油 田在徐家围子 断陷中部兴城构造带加快探井部署 ， 整体评价该构 造带的火山岩岩性气藏 ， 至 2 0 0 5年大庆油田在徐家 围子地 区上报探明天然气地质储量 1 0 1 8 ． 6 8 1 0 m ， 形成 了规模超千亿立方米 的徐深大气 田 J 。为 继续扩大勘探成果 ， 早 日探明储量规模 ， 必须加快天 然气勘探步伐 ， 增加探井钻井数量 ， 在保护储层 的前 提下， 提高钻井速度 ， 缩短钻进周期 。然而 ， 大庆气 田深层泉二段以下岩石可钻性差 、 硬度高 、 钻速慢。 经统计 ， 2 0 0 4 --2 0 0 6年完成 的 4 5口常规 深井平均 井深 4 0 3 3 ． 4 1 m， 下部三开井段平均 1 4 1 6 ． 5 2 m， 进 尺占全井的 3 5 ． 1 ％ ， 纯钻时却 占全井 的 6 9 ． 0 4 ％ ， 由 此可见 ， 提高钻井速度 ， 深层是关键。2 0 0 4年 ， 大庆 油 田开展了优选钻头、 优选参数等多项常规钻井 提 速试验 ， 虽然见到了一定效果 ， 但还不能满足加快勘 探步伐的要求 ， 迫切需要应用新的钻井工艺和技术 ， 使机械钻速 有突破 性地 提 高。为此 ， 大庆油 田 自 2 0 0 5年开始了气体钻井配套技术研究与现场试验 ， 至 2 0 0 8年底 ， 已完成 1 9口气体钻井施工 ， 取得了较 好的效果。 1大庆深层 的地质特点 大庆深层是指下 白垩统泉二段以下至基岩风化 壳地层 。其 中泉头组 一、 二段 和登娄库组为坳陷陆 缘湖盆河流相沉积， 局部发育 以构造控制为主的复 合气藏 ， 营城组至火石岭组为断陷陆缘湖盆河 流相 沉积。各套地层顶面海拔 泉二段 一 2 1 5 0～一 2 2 5 0 m， 登娄库组 一 2 5 0 0～一 2 6 5 0 m， 营城组 一 2 7 0 0～ 一 3 4 5 0 m， 沙河子组 、 火石岭组 和基岩顶 面埋藏深 度变化更大。深层不同层位存在致密砂岩 、 砂砾岩 、 火山岩 、 花 岗岩及变质岩风化壳等五大类储层 ， 孑 L 隙 度 2 ． 5 ％ ～2 2 ％ ， 渗透率 0 ． O 1～1 0 1 0 m ， 地 层压力系数 0 ． 8 5～1 ． 1 4 ， 主要集 中在 0 ． 9 5～1 ． 0 6 ， 具有低孔低渗低压的特性 。 2气体钻井配套技术研究 大庆油 田2 0 0 5年开始进行气体钻井技术攻关， 开展 了系统的理论研究、 自主研制和引进配套气体 钻井设备 以及现场试验。经过多年 的持续攻关与实 践 ，形成了以下 7项气体钻井关键技术系列 。 2 ． 1气体钻井适应性评价与地质对象优选技术 实施气体钻井必须具备一定 的条件 ，一是井壁 稳定 ，二是地层不产水或产微量水 ，三是非高压地 层 ，四是所钻地 层不含 H ， S或含量极低 ，在安全 标准范围内。因此 ，进行气体钻井必须进行地质条 件适应性分析与评价 。 1 地质工程基 础分析技术 ，通过地质基 础 资料 、钻井工程资料 ，包括地质构造特性 、岩石矿 物组成、储层 物性特征 、压力 特征 、井史 、录井 、 测井及测试等资料分析 ，全面掌握 目标井 的地质与 施工情况 ，找 出影 响气体钻井适应性 的关键 因素。 通过评价 ，根据一些关键制约因素 ，如地层产水并 且产水量超 出经验值 、含 H， S等 有毒有害气体超 标 、高压地层或地层岩性 明显不满足井壁稳定要求 等来进行气体钻井对象的初步筛选 。 2 井壁稳定评价技术 ，在气体钻井状态下， 井内气柱压力远远低于地层孔隙压力 ，若井周应力 超过岩石本 身的抗剪强度 ，井壁则 会发生剪切 破 坏 ，对于脆性 地层会产 生坍塌掉块 ，导致井径 扩 大 ，而对于塑性地层则会 向井眼内产生塑性变形 ， 造 成 缩径 H 。 研究采用适用于砂岩 、灰岩等岩性较为坚硬的 岩石双 曲线型 Mo h r --C o u l o mb强度破坏准则 1／ 一 ≥ Or ／ 二 一3 o r or 1 √or ‘ 式中 岩石抗剪强度极 限值 ，MP a ；or． 轴 向 应 力 ，MP a ； 岩 石 抗 拉 强 度 ，MP a ； or 岩石抗压强度 ，MP a 。 应用该模型采用邻井声波时差等测井数据绘制 井壁剪应力曲线或坍塌压力曲线 ，对 目标井进行井 眼稳定性预测 ，为气体钻井地质对象选择提供参考 依据。 3 气体钻井条件下钻前 出水层位预测方法 ， 不 同测井信息对地层物性 、含流体性质有不同的响 应特征 J ，通过对气体钻井条件下测井资料水层 响应参数的综合分析 ，建立了气体钻井条件下地层 2 0 0 大庆石油地质与开发 2 0 0 9年 出水识别方法 ，应用该方法可预测气体钻井过程 中 可能出水的层位 ，为气体钻井选井选层设计和井身 结构优化提供依据。该方法定性识别 符合率可达 8 5 ％ 以上 。 经评价分析 ，大庆深层泉二段以下基本具备实 施气体钻井的条件。但如果地层 出水，可能会导致 裸眼井段泥页岩水化膨胀而造成井眼缩径或井壁坍 塌 ，岩屑水化后很 容易形成泥饼 环，堵塞环空通 道 ，从而引起卡钻等复杂事故 的发生。 2 ． 2气体钻井优化设计技术 创建了以气体钻井注气排量 、注气压力和钻速 为重点的注气参数设计方法 ，形成了气体钻井设备 配套和井身结构优化 、钻进参数优选 、气体钻井技 术措施 、井下燃爆 、井控安全和环境保护等一系列 较为完善的气体钻井设计技术。 2 ． 3抗 1 8 0 o C可循环雾化泡沫钻井液体系研究与评价 大庆深层泉二段以下地层存 在水层 ， 同时含有 大段硬脆性泥岩 ， 如果 地层 出水 ， 极易引起井壁坍 塌。因此在优化设计泡沫钻井液配方的过程 中， 主 要考虑发泡率 、 半衰期必须达到施工要求。结合大 庆深层地质特点 ， 研制 了抗 1 8 0 c c高温 的一次性雾 化泡沫和可循环雾化泡沫液配方 ， 可在地层出水后 ， 纯气体不能继续钻进的情况下 ， 完成气体钻井施工 。 泡沫钻井液 的表面活性 剂筛选原则以发泡量 大 、抗高温 、抗污染 能力 强 以及半衰期适 中为原 则 ，室 内实验与评价结果见表 1 、表 2 、表 3 。 表 1 不同表面活性剂的起泡效果对 比 Ta bl e 1 Con t r as t o n f oa mi ng e ffe c t s o f di ffe r e nt s ur f a c t a nt 表面活性剂种类 加量／ ％ 0 ． 5 0 ． 6 0 ． 7 0． 8 0． 9 1 ． 0 K1 2 ， 2 5 ℃泡沫体积／ mL DY - 2 ， 2 5 1 2 泡沫体积／ n i L A E S ， 2 5 ℃ 泡沫体积／ m L 尼纳尔 ， 2 5 “ 12泡沫体 积／ m L F 8 7 3 ， 2 5 C泡沫体积／ m L 5 4 0 5 4 5 5 6 5 5 8 0 5 8 5 5 8 7 5 5 0 5 6 0 5 6 5 5 8 6 5 9 0 5 9 0 51 5 5 2 3 5 3 0 5 3 5 5 3 0 5 3 5 3 9 8 4 2 8 4 2 0 4 3 0 4 4l 4 5 2 5 0 0 51 0 51 0 5 2 0 5 1 5 5 2 0 实验结果表 明，在 常温常压下 D Y 2 ． 1与 K I 2 等发泡剂具有溶解性好 、易发泡以及泡沫质量细腻 等特点 ，因此 D Y - 2 - 1 与 K 1 2发泡剂具有较好的发 泡能力 ；部分水解聚丙烯酰胺稳泡剂 、C M C纤维 素类均存在水溶性效果较差，X C稳泡剂具有较强 的泡沫稳定能力 ，同时与发泡剂具有较好的协同作 用 ；D Y - 2 - 1发泡 剂高 温后泡 沫高度 虽有所 降低 ， 但仍具有较好的发泡能力 ，是较好的发泡剂 。 表 2 稳泡剂稳泡效果评价 Ta bl e 2 Ev a l ua t i on o f f o am s t abi l i z e r s ，e ffe c t 表 3 表面活-眭剂的抗温-眭能 Ta bl e 3 He a t r e s i s t i ng pr op er t y o f s ur f a c t an t 表面活性剂种类 塑壁 堕 8 O l 2 0 1 4 0 1 6 O 1 8 O D Y ． 2 1 ， 加量 1 ． 0 ％泡沫体积／ m L5 5 0 4 8 0 A E S ， 加量 1 ． 0 ％ 泡沫体积／ mL 4 3 0 3 8 6 K1 2， 加量 1 ． O ％ 泡沫体积／ m L 4 8 0 4 1 0 尼纳尔 ， 加量 1 ． 0 ％ 泡沫体,／ mL 3 8 0 3 1 0 F 8 7 3 ， 加量 1 ． 0 ％ 泡沫体． p , ／ mL 4 6 0 3 8 0 4 5 6 4 4 0 4 3 6 2 4 0 0 0 2 l 5 2 o o O 1 2 0 0 0 21 0 0 O 2 ． 4气体钻井储层安全钻进技术 研制 了进行储层氮气钻井 的气体导流装置 ，该 装置可以在起 钻时使 压缩气体流经排砂管线 的末 端 ，在排 砂管线 的前端产 生负压，抽吸井 内的气 体 。试验中旋转控制头使用 2个胶芯 ，使其能够通 过直径 2 1 4 m m稳定器后 ，实现对直径 1 5 9 m m钻 挺 的密封 ，胶芯间距 7 0 0 mi l l 以上 ，胶芯胀缩范围 为 1 5 2～ 2 2 0 mm。该项研究在达深 9井进行 了成功 应用 。 2 ． 5气体钻井井斜控制技术 气体钻井与常规钻井相 比，井底和井壁岩石的 应力状态有根本性 的变化 ，从而使气 体钻进 软 硬交错地层或地层倾角大的地层 比常规钻井更容易 发生井斜 ，井斜控制难度大，需要综合考虑气体钻 井机械钻速与井斜 、井下安全及井壁稳定 ，因此气 体钻井 的注气参数 、钻具组合 、钻进参数的合理优 化是气体钻井控斜打快的关键因素。针对这些问 题 ，开展了气体钻井井斜控制技术研究 ，建立了气 体钻井钻具力学分析模型，并编制了软件 ，制定了 气体钻井防斜技术措施 ，形成 了一套 以优化钻具和 第2 8卷第 5期 刘合等 大庆油田气体钻井技术研究与应用 2 0 l 参数 、强化措施为主的控斜打快技术。 2 ． 6气体钻井实时监测技术 研发的气体钻井实时监测系统是一个以计算机 为中心的系统 ，它包含采样及过滤系统 、传感器系 统 、信号采集系统 、辅助单元和计算机软件。 其基本原理和功能是 通过在排砂管线上预装 取样接 口进行数据采集 、监测 ，记录分析气体钻井 过程中出口的 C O 、C O、0 、C H 等成分的浓 度 ， 判断有无燃爆或发生燃爆的可能 ；根据排砂管线 内 湿度变化量 、变化率判断地层出水。通过空气 、粉 尘 、砂粒等对排砂管壁的振动以及湿度 、温度 、压 力等参数变化 ，半定量分析固体返 出量 ，判断携屑 是否正常。从而帮助判断井下情况 ，防止复杂事故 发生 ，同时报警并生成报告。 2 ． 7空气、氮气、雾化和泡沫钻井及其相互转化的 气体钻井工艺集成应用技术 由于地层信息预测存在不确定性 出水 、 出气 等 ， 进行气体钻井施工不能只考虑一种气体介质 ， 要根据地层情况综合考虑空气 、 氮气 、 雾化和泡沫钻 井方式， 才能尽可能增加气体钻井井段长度 ， 最大限 度地发挥气体钻井的提速潜力 。通过对气体钻井条 件下地层产水 、 产气规律的研究 ， 摸索出了气体钻井 地层出水、 出气 、 坍塌等井下异常情况判断方法及空 气钻井在出气 、 出水情况下转化为氮气 、 雾化 、 泡沫 钻井的工艺措施 ， 建立 了相应介质的转换条件 。同 时试验了井壁保护剂 ， 为安全转换钻井液提供 了有 力的技术保障， 并在不断研究总结的基础上 ， 优选钻 井液体系， 强化抑制性 能， 改善流变性和滤饼质量 ， 有效地避免转换过程中的井壁垮塌 。 3气体钻 井应用技术研究与效果 2 0 0 5年 以来 ， 大庆 先后进行 了 1 9口气体 钻井 施工 ， 积累了空气 、 氮气 、 雾化 、 泡沫和充气钻井实践 经验 ， 加深了对不 同地质条件和井下情况应用不同 介质气体钻井的认识。总进尺 1 ． 2 8 0 3 9 71 0 m， 平 均单井进尺 6 7 3 ． 8 9 m， 平均机械钻速 6 ． 9 1 m ／ h ， 与 邻井常规钻井相 比机械钻速提高 4～ 6倍 。其 中储 层氮气钻进 7口井 ， 总进尺 1 0 1 2 ． 9 9 i n ； 出水后雾化 钻进 7口井 ， 总进尺 2 5 5 8 ． 6 m， 平均机械钻速 4 ． 5 7 m ／ h ； 空气锤试验 4口井 ， 总进尺 1 1 4 5 ． 1 5 m， 平均 机械钻 速 9 ． 9 3 m ／ h 。平 均 每 口井 缩 短 钻进 周 期 1 1 d 以上 ， 节约钻头 4只以上。 3 ． 1雾化泡沫钻井液现场应用效果 1 探井气体雾 化现场应用效 果 ，已完成 的 1 9口探井气体钻井几乎每 口井都 出现 了不 同程度 的出水现象 ，通过采用雾化钻井得到有效解决 ，使 气体钻井得以继续进行 ，在现场应用过程中取得了 很好 的效果。其 中徐 深 3 1井在预测总 出水量大于 8 2 m ／ h ，实际单层 出水量大于 5 m ／ h的情况下 ， 应用雾化钻井进尺达 6 3 3 ． 4 2 m。 2 开发井泡沫钻井应用效果 ，芳 2 4 - 7 2井二 开从 5 0 5 m钻进至井深 1 5 0 0 m后采用泡沫钻进至 1 5 7 4 m完钻。地层压力系数 0 ． 9 6 ，实际泡沫液 当 量密度 0 ． 4～ 0 ． 4 2 g ／ e m ，在地层 出水 3 0 m ／ h情 况下 ，平均机械钻速达 2 0 ． 0 5 m ／ h 。而永 9 6 48井 在地层 出水量高达 7 0 IT I ／ h的情况下 ，采用泡沫钻 井技 术 ，注 气 量 6 5 ～7 5 m ／ m i n 、注 液 量 6～ 1 0 L ／ s ， 钻达设计井深。 3 ． 2以发现和保护储层为 目的的氮气钻井效果 氮气钻井总进尺 9 6 6 ． 4 3 m，占全部气体 进尺 7 ． 5 5 ％，平 均 机 械 钻 速 7 ． 9 m ／ h ；莺 深 2 井 3 8 7 9 ． 5 2～3 9 0 0 ． 2 7 m 钻 进 中烃 值 5 8 ％ ，后 效 7 8 ％ ，用 6 ． 3 5 mm油嘴 3 8 ． 1 mm挡板试气 ，日产 气1 1 5 9 7 m 。 。达深 9井 全过程 氮气钻井 进尺 7 0 1 m，平均钻速 7 ． 6 8 r n ／ h ，钻进中均有全烃显示 ，下 钻循环后效烃值达 4 9 ％ ～9 9 ％ ，火焰 长度 1 0 1 2 m，见到较好效果。 3 ． 3以快速钻进为主的空气锤钻井技术效果 目前 ，已进行 了4口井 的空气锤钻井试验 ，古 深 2井单只空气锤进尺 7 0 0 m，平均机械钻速 1 2 ． 7 m ／ h ，提速效果非常显著 表 4 。 表 4 空气锤现场试验基本数据 Ta bl e 4 Ba s i c da t a o f a i r ha m me r i n fie l d t r i a l s 3 ． 4直径 3 1 1 ． 2 l l l m 井眼气体钻井技术应用效果 古龙 1井 直径 3 1 1 ． 2 m m井 眼气 体钻 至井深 4 3 0 1 ． 0 5 m， 在松辽盆地有史以来是同井段最深 、 温 度最高的井 。在井壁失稳 、 地层出水的情况下 ， 实现 了用空气 、 雾化钻井 1 1 9 6 ． 5 m 的较高水平 表 5 。 3 ． 5气体钻 井取得的主要指标 1 单井氮气储 层钻进 7 0 1 Il l 达深 9井 。 2 气体钻井单 井最高进尺 1 5 2 1 ． 8 9 m 古深 2 井 。3直 径 3 1 1 m m井 眼 气 体 钻 井 进 尺 2 0 2 大 庆石油地质与开发 2 0 0 9年 表 5 古龙 1井气体钻井基本数据 Ta bl e 5 Ba s i c g a s dr i l l i ng da t a o f W e l l Gul o ng一 1 序钻头 生产 井段 进 尺机械钻速 循环 号型号 厂家 ／ m 廖 ／ m ／ m． h - 介质 1 1 9 6 ． 0 5 m 古龙 1 井 。 4 气体钻井单只空气 锤进尺 7 0 0 m 古深 2井 。 5 雾化泡沫可循环 利用率 4 0 ％以上 徐深 3 1井 。 4大庆气体钻井技术面临的挑 战 气体钻井极低的循环 当量密度使该项技术在提 速 、发现与保护储层方面显示了极大的优点。但气 体钻井对地层压力和井眼稳定性控制能力差 、携岩 性差 、应用地层条件苛刻，从而带来气体钻井钻进 井段有限，井下复杂情况 多、处理时间长等问题 ， 尤其是地层出水引起的长井段划眼、卡钻 、钻具失 效问题 ，导致大庆应用该项技术虽然大幅度提高了 机械钻速和单只钻头进尺 ，钻进周期缩短效果却不 够显著 ，影响了气体钻井应用的综合效率。 通过分析 ，地层出水是造成大庆油田气体钻井 井下复杂情况与事故的根源，是制约和影响气体钻 井应用效果的关键。因此 ，大庆气体钻井面临的最 大挑战是 如何找到有效措施解决因地层出水引发 井壁失稳而导致 的复杂情况 ，通过完善相关气体钻 井技术 ，减少井下复杂情况 、提高气体钻井进尺 ， 从而实现提高气体钻井综合效率 、有效缩短钻进周 期 目的。 攻关方向 1 继续完善气体钻井水层 、气层 和垮塌层预测技术 ，开展 出水后引发井下复杂情况 的机理研究 ，为寻求气体钻井出水后井壁稳定防治 对策奠定理论基础。 2 开展气体钻井封堵 出水 地层技术研究 以及 出水后 的井壁稳定工艺I l 1 ] 、技 术及稳定剂的研究 ，从根本上解决制约和影响大庆 深层气体钻井应用效果的瓶颈技术。 3 开展机 械钻速 、转盘转速 、钻压 、稳定器形状及钻具组合 对井径扩大 、井斜的影响研究 ；开展钻柱损坏规律 及预防技术研究 ，并完善相关技术措施 。 5结 论 1 大庆油 田进行了空气 、氮气 、雾化 和泡 沫钻井试验与应用 ，较之常规钻井提速效果显著 ， 平均机械 钻速 提高 4～6倍 ，单井 钻进 周期缩 短 1 1 d以上 。 2 通过 1 9口井的现场应用 ，形成 了一套适 合大庆深层的空气 、氮气 、雾化 、泡沫钻井设备配 套 、适应性评价与地质对象优选的钻井设计及施工 工艺技术。 3 以发现和保 护储层 为主的储层钻 进技术 效果显著 ，氮气钻井总进尺 9 6 6 ． 4 3 i n ，平均机械 钻速 7 ． 9 m ／ h ，钻进 中均有全烃显示 ，循环后效达 4 9 ％ ～ 9 9 ％ ，提速与发现均取得较好效果。 4 大庆 深层 的地 质特点 决定 了进行 优质 、 高效、安全气体钻井任重而道远 ，需要持续研究和 完善。应针对气体钻井 中存在的问题 ，进一步开展 以提高气体钻井效率，降低复杂事故为主的配套工 艺技术研究。 参考文献 [ 1 ]谢晓安 ，周卓 明 ．松辽 盆地深 层天然 气勘探 实践与勘 探领域 [ J ]．石油与天然气地质 ， 2 0 0 8， 2 9 1 1 1 3 - 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