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空气钻井、欠平衡钻井技术介绍
作者:本站整理    发布于:2013-12-11 17:55:06    文字:【】【】【
摘要:气体钻井是新兴的钻井方法,本文进行相关知识的简单介绍。为钻井用户了解这种工艺提供一点点方便。

         空气钻井是一种特殊的欠平衡钻井技术。

         作为一种新型钻井方法,是一种以空气、氮气为循环介质,用气体压缩机等设备作为增压装置,用旋转防喷器作为井口控制设备的一种欠平衡钻井工艺。是一种既将压缩气体作为循环介质、携带岩屑,又将压缩气体作为破碎岩石的能量的钻井技术。

         空气钻井的优势在于:

1.显著提高机械钻速,缩短钻井周期。

2.有利于发现和保护浅气层。

3.使用空气锤钻头,钻压小,转速低,扭矩小,防斜效果更加良好。

4.有效地避免井漏等井下复杂的发生,减少环境污染。

5.井底清洗及冷却条件好,延长了钻头的使用寿命,节省了钻头用量。

         空气钻井的缺点:

1.空气钻井是欠平衡钻井,因而当遇到地层出水、油气侵显示时便不能够平衡地层压力,要立即转换成钻井液钻井方式。所以即使在空气钻井时同也要配置好压井泥浆,随时准备转换钻井方式。

2.空气钻井需要大量专用配套设备,费用高,空气钻井每天的耗油量也很大,一般是8~10t(此处以200立方/分钟气体需求量为例,具体情况以现场气体需求量为依据推算)。

3 .空气钻井现场涉及两套钻井工艺的转换,所以使钻井事故复杂处理难度加大。

4.在钻井到后期因空气锤震动,钻具易断等工艺缺陷。

         空气钻井时一般采用空气锤钻头钻进,有时可根据实际情况换用三牙轮钻头,或用PDC钻头钻进。其中采用空气锤钻头钻进,效果更好。

         气锤钻头是由空气锤和空气钻头两部分组成。

        高压气体通过钻杆进入空气锤钻头,一部分高压空气从空气锤中心通孔到钻头水眼吹出,用于携带岩屑;另一部分高压空气进入空气锤环形空间气室用于推动空气锤内活塞上下运动做功。从而对井底岩石进行高频冲击,使岩石发生体积破碎,实现“旋转冲击式”快速钻进。冲击旋转钻井从根本上改变以往牙轮或PDC钻头单一旋转钻井的破岩方式,实现了冲击和旋转联合作用下的“体积破碎”。

         空气钻井工艺是一种钻进效率比较高的技术手段,可以极大提高一口井的钻进时效,降低总的钻井作业成本。但由于这种技术受客观情况影响比较大,不是任何场合均可以使用的,因此使用前必须对所施工的地层进行详细论证,对于不符合使用条件者不能勉强使用,对于部分条件适合于空气钻进技术要求的情况,应根据实际条件制定相应的技术措施,以便在施工时出现突发事件时能够确保安全。从空气钻进与常规钻进两种工艺的对比情况看,空气钻进技术具有很好的经济效益,具有较好的推广应用价值,应当引起技术界的关注。

          从技术上讲,空气钻井时,钻台上的立压,悬重,扭矩,转盘这些工程参数可以正常采集。而泵冲,电导,温度,密度,池体积,流量等这些与钻井液钻井相关的传感器均无法安装,无法采集。

          空气钻井时实测迟到时间是很困难的,因为空气钻井整个循环系统是封闭的。所以一般通过理论计算得出,即采用如下公式:
           
               迟到时间=外环空体积/排量

         实践中, 因为空气钻井的排量较钻井液钻井时的排量大得多(一般达到130m3/min),所以迟到时间很小,即使井深在2600米,迟到时间也只有两分钟。      

         以上是部分关于空气钻井的整理资料,不尽之处,请见谅。     

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脚注信息
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