请简述气体钻井的概念及方式

作者&投稿:衡威 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

请简述气体钻井的概念及方式如下:

概念

空气钻井是通过地面的空气压缩机组将空气变成压力为1.2-2.0MPa压缩气体,排气量为100-130m/min的高压空气,经由输气管汇注人钻井平台上的立压管线内,以高压空气替代普通钻井液,把钻井过程中产生的岩屑携带到地面同时对钻头进行冷却降温,然后经过专用排砂管线排入至废砂坑的一种钻井模式。

方式

随破碎的岩屑侵入――岩屑气;浓度扩散侵入――扩散气;重力置换侵入――置换气;压力差侵入――压差气。前三种情况在钻井施工中无法通过提高钻井液密度来阻止气体进入井内,但岩屑气和扩散气进入是一个缓慢而少量的过程,对井内的压力平衡影响较小,在地面加强除气就可以了。

如钻遇大的裂缝、溶洞,发生置换,可能会进入大量的气体,但操作人员可以立即发现并采取措施关井循环除气;最关键的是第四种压差气,一旦井内平衡遭破坏而出现负压差,地层气体就会大量进入井内,不能及时发现则会酿成严重后果。

技术特点

(1)可以实现完全欠平衡钻进。标准状况下,空气的密度为1.29g/L,根据满足正常钻进所需要的注气量计算,当井深超过3000m时环空气体密度不高于150g/L,远低于地层水的密度(纯水密度为1000g/L),可以轻易实现负压钻进。

(2)以空气作为循环介质时彻底消除了井底压持效应,极大的解放了机械钻速,因此空气钻进具有较高的机械钻速,一般是常规钻井液钻进方式的3~8倍。

(3)利用空气钻井技术可以比较容易的穿过非正常地层。非正常地层是指天然裂缝、溶洞和盐类物质的夹层,例如硬石膏层,而且由于空气钻进无液相存在,因此不会涉及并壁的水化失稳问题。

(4)空气钻井工艺所使用的设备比较简单,除主要设备压缩机系统外,只需在井口加装一个旋转防喷器即可。此外钻井队应将常规钻杆换为斜坡钻杆,以避免旋转防喷器胶芯过度磨损。

(5)空气钻井安全性较高,在正常的配套与监控手段下,一般不会发生有害气体污染和天然气的爆燃现象。当井内气体溢出较多时可及时转换作业方式,以避免井口失控。



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欠平衡钻井技术
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