氣體鉆井技術(shù)2014.9

1、川慶鉆探工程有限公司,2014年9月,氣體鉆井技術(shù),近年來，在集團公司及股份公司各級領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下，在各油氣田公司及兄弟單位的支持幫助下，川慶鉆探公司通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新裝備、新工具不斷推出，氣體鉆井工藝不斷完善，安全性不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域在出水地層、儲層不斷取得突破。,前 言,氣體鉆井集中監(jiān)控系統(tǒng),連續(xù)循環(huán)短節(jié),氣體鉆井巖屑分離系統(tǒng),3,匯 報 內(nèi) 容,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,為提升氣體鉆井安全性，著力對氣體鉆井井口裝置、排砂管匯等硬件系統(tǒng)，以及工藝、規(guī)范等軟件系統(tǒng)進行了改進、升級，形成了氣體安全鉆井系列配套技術(shù)，氣體鉆井安全性得到顯著提升。,4,1.改進升級井口裝

2、置和排砂系統(tǒng)，提升了井口控制和應(yīng)急處理能力。,5,17 1/2和12 1/4井眼井深大于500m，8 1/2及以下井眼選用7MPa以上旋轉(zhuǎn)控制頭； 井場內(nèi)排砂管線采用9 5/8套管、承壓7MPa、直通、法蘭連接； 套管排砂管線直通末端安裝破裂盤（2.0MPa），可實現(xiàn)緊急情況下泄壓。,AD220-10.5/21 單膠芯,AD220-17.5/35 雙膠芯,AD200-7.0/14,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,（一）技術(shù)改進升級,2. 研制配套了集返出流體監(jiān)測和地面設(shè)備監(jiān)控為一體的集中監(jiān)控系統(tǒng)，為預(yù)防地面設(shè)備故障、井下復(fù)雜提供了有效依據(jù)。,氣體鉆井集中監(jiān)控系統(tǒng),6,可對返出流體中可燃氣體、

3、硫化氫、濕度、鉆井參數(shù)等進行實時監(jiān)測和記錄； 對設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，可實施遠程緊急關(guān)斷。,工藝流程,視頻監(jiān)控,設(shè)備監(jiān)控,燃爆監(jiān)測,鉆井參數(shù)監(jiān)測,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,具體監(jiān)測對象：,7,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,3. 形成了緊急情況下井口安全控制技術(shù)，提高了發(fā)現(xiàn)油氣顯示后快速關(guān)井、放噴的能力。,液動式內(nèi)控閘閥實現(xiàn)遠程、快速開關(guān)。 司鉆房一鍵式應(yīng)急關(guān)斷按鈕實現(xiàn)快速關(guān)斷。,8,司鉆房一鍵式應(yīng)急關(guān)斷裝置,雙四通3#閘門、單四通7#閘門為液動閥,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,規(guī)范井口控制程序，實現(xiàn)第一時間控制住井口。,9,發(fā): 發(fā)出信號； 停: 停轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)（空鉆人員觀

4、察并記錄注氣壓力變化，并根據(jù)注入壓力調(diào)節(jié)泄壓撬體針閥開度或停止注氣）； 開-關(guān): 開啟液動平板閥，關(guān)閉環(huán)形防噴器； 完成以上動作后，迅速報告值班干部，確認安全的條件下再執(zhí)行下步動作。 提: 上提方鉆桿（頂驅(qū)上提鉆具調(diào)整接頭位置）； 關(guān): 關(guān)閉半封閘板防噴器； 看: 觀察、記錄立管和套管壓力，并向隊長或鉆井工程師（技術(shù)員）及鉆井監(jiān)督、安全監(jiān)督報告。,氣體鉆井井口控制程序：“發(fā)、停、開-關(guān)、提、關(guān)、看”,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,4. 修訂完善了氣體鉆井技術(shù)規(guī)范、管理規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，提升了作業(yè)過程風(fēng)險識別和應(yīng)急控制能力。,10,施工作業(yè)流程圖及關(guān)鍵點識別,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新

5、進展,1.初步形成了氣體鉆井無基坑系統(tǒng)。 解決了氣體鉆井降塵時水霧污染，儲層氮氣鉆井時安全點火與沉砂矛盾等問題，為氣體鉆井清潔化生產(chǎn)提供保障。,11,在提升氣體鉆井安全性的同時，為進一步拓展氣體鉆井應(yīng)用范圍，重點對清潔、低成本、儲層氣體鉆井技術(shù)進行攻關(guān)，發(fā)展并形成了相應(yīng)的配套技術(shù)，氣體鉆井技術(shù)水平進一步提升。,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,一級除塵裝置 最大氣處理量270m3/min、除塵率90%、最小處理顆粒10m,二級除塵裝置 最大氣處理量270m3/min、除塵率93%、最小處理顆粒5m,(二)取得的新進展,12,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,進行了多口井現(xiàn)場試驗，在威202H1

6、-6井全井氣體鉆井段成功應(yīng)用，分離后氣體中顆粒物濃度低于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（顆粒物排放濃度150mg/m3）， 實現(xiàn)了氣體與粉塵的有效分離和清潔排放。,13,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,2. 探索形成了一套易斜地層氣體鉆井防斜打快鉆井技術(shù) 通過防斜理論研究，建立了一套基于鉆具組合、鉆井參數(shù)優(yōu)化為主的氣體鉆井防斜打快技術(shù)，支撐了長寧頁巖氣再提速。,在長寧H3-5井韓家店石牛欄易斜層段井斜得到有效控制，實現(xiàn)了該層段防斜打快的目標(biāo)；氣體鉆井鉆井周期同比泥漿鉆井縮短610天。,韓家店石牛欄氣體鉆井情況,3.出水、出油地層氣體鉆井技術(shù)取得新進展,14,在霧化、泡沫基液方面進行了探索，形成了抗油防塌基液配

7、方；,形成了針對不同出水量的間斷、連續(xù)霧化（泡沫）鉆井工藝及泡沫半衰期調(diào)控 方法；,出水后氣體鉆井單井進尺757.13m，與前期相比提高了42.6%。,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,15,排砂四通改變了傳統(tǒng)排砂方式，降低了安裝難度，提高了穩(wěn)定性； 可輔助用于高產(chǎn)條件下的放噴，提升了放噴能力； 安裝在兩套雙閘板之間，滿足中途測試、關(guān)井放噴的需要。,4.初步形成了一套儲層氣體安全鉆井技術(shù),優(yōu)化井口組合，提升了井控能力 在塔里木高壓地層，采用旋轉(zhuǎn)控制頭+環(huán)形防噴器+雙閘板防噴器+特殊排砂四通+雙閘板防噴器+多功能四通的井口組合方式。,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,16,配備遠程無線遙控關(guān)井裝

8、置、排砂管線閥門液動控制系統(tǒng)、預(yù)警及放噴點火聯(lián)動系統(tǒng)等，提升了突發(fā)情況下的井口有效關(guān)斷，以及快速放噴的能力。,無線遙控關(guān)井裝置,閥門液動控制系統(tǒng),預(yù)警及防噴點火聯(lián)動系統(tǒng),一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,17,在塔里木油田的支持下，形成了油鉆桿完井技術(shù)。,鉆 桿 完 井,帶 壓 射 孔,儲層氣體安全鉆井工藝技術(shù)在塔里木迪北區(qū)塊儲層進行應(yīng)用，在地層壓力近90MPa、氣產(chǎn)量高達100萬方/天的情況下安全實施！,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,18,針對大出水地層氣體鉆井生產(chǎn)時效低，中斷循環(huán)后可能造成因井壁垮塌或沉砂引起的卡鉆等井下復(fù)雜，充氣鉆井井底壓力波動大、井控風(fēng)險高等問題，發(fā)展了連續(xù)循環(huán)鉆井

9、技術(shù)。,5. 初步形成一套連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù),連續(xù)循環(huán)鉆井優(yōu)勢：,提高窄密度窗口鉆井成功率和安全性； 有利于進一步提高欠平衡鉆井的精細度、保障作業(yè)效果； 改善大位移井、水平井井眼清潔條件、保護儲層； 降低攜砂不暢、易垮塌井沉砂、掉塊卡鉆風(fēng)險； 提高充氣鉆井效率和安全性。,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,19,連續(xù)循環(huán)氣體鉆井裝置：包括連續(xù)循環(huán)閥和地面控制系統(tǒng)。,連續(xù)循環(huán)閥通過地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)正循環(huán)時側(cè)循環(huán)自動關(guān)閉和密封，側(cè)循環(huán)時正循環(huán)自動關(guān)閉和密封，隨鉆具一起入井。,地面控制系統(tǒng)包括執(zhí)行裝置、控制裝置。其抗壓和密封能力均高于泥漿鉆井地面循環(huán)系統(tǒng)指標(biāo)。,連續(xù)循環(huán)閥,氣、液密封壓力：35/70MP

10、a； 抗拉、抗扭強度：4900kN、135.6kN.m,執(zhí)行裝置,控制裝置,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,自2012年12月以來，閥式連續(xù)循環(huán)鉆井技術(shù)共進行現(xiàn)場應(yīng)用14井次，在減小接單根壓力波動、避免井下復(fù)雜、延長氣體鉆井進尺、提高鉆井時效和安全性等方面取得了顯著效果。,20,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,連續(xù)循環(huán)鉆井主要現(xiàn)場應(yīng)用井情況,博孜101井四開13 1/8井眼，空氣鉆井中隨著井深的增加沉砂逐漸增多，鉆至3740m沉砂達30m，常規(guī)氣體鉆井無法繼續(xù)實施鉆進，且面臨沉砂卡鉆的風(fēng)險。采用連續(xù)循環(huán)氣體鉆井技術(shù)，使得空氣鉆井作業(yè)得以恢復(fù)并持續(xù) 鉆進19天，延長氣體鉆井進尺1050m。,

11、空氣鉆井期間短起下探沉砂情況,連續(xù)循環(huán)地面系統(tǒng),21,一、氣體鉆井技術(shù)改進升級及新進展,22,匯 報 內(nèi) 容,近年氣體鉆井井?dāng)?shù)及進尺,23,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,近年來，氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用井次和進尺有較大幅度的萎縮，年作業(yè)井?dāng)?shù)降低一半左右，進尺減少60%。 在有限的應(yīng)用中，氣體鉆井任然在相國寺儲氣庫、下川東明月峽、長寧威遠等構(gòu)造治漏提速，博孜構(gòu)造提速，塔里木迪北、四川大塔場油氣開發(fā)等方面取得了顯著成效。,治理井漏相國寺構(gòu)造,相儲寺構(gòu)造在須家河嘉陵江井段泥漿鉆井井漏嚴重，泥漿鉆井常出現(xiàn)井漏失返。2012年至今采用氣體鉆井治理井漏7口井，均順利鉆達設(shè)計層段，其中相儲16、相儲4、相儲6、相儲3井

12、同比鄰井泥漿鉆井單井節(jié)約泥漿漏失量1萬方以上。,24,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,同時，同比鄰井泥漿鉆井，縮短周期23天以上。尤其在相儲8井二開泥漿鉆井在50337.03m出現(xiàn)惡性井漏，堵漏13天無效，漏失泥漿3979m3，采用空氣/霧化鉆井，用時7d順利鉆至固井井深520m，有效避免了泥漿鉆井井漏無法實施的難題。,25,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,針對鄰井月5井嘉陵江層位發(fā)生惡性井漏的難題，該井311.2mm井眼采用充氣鉆井技術(shù)，用時12天順利從486.7m鉆達固井井深1448m，同比鄰井月5井節(jié)約周期41天，減少鉆井液漏失1.1萬方。,26,治漏提速月005-H1井,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,

13、27,治漏提速長寧頁巖氣,長寧頁巖氣實施批量化鉆井以來，完成氣體鉆井13井次，取得了明顯的治漏提速效果。,表層（嘉陵江飛仙關(guān)）治漏6井次，進尺2107m，單井進尺351.17m，單井平均 周期2.61天，平均機械鉆速8.71m/h，行程鉆速131.53m/d，有效治理井漏。,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,28,在韓家店石牛欄井段提速應(yīng)用實施7井次，進尺4168.50m，平均機械鉆速8.73m/h，行程鉆速162.01m/d。單井氣體鉆井周期縮短到4天左右，相比同層位直井段泥漿鉆井節(jié)約周期610天。,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,29,塔里木博孜構(gòu)造礫石層厚、鉆速慢、周期長，在431.8mm、333.4

14、mm井眼開展空氣鉆井作業(yè)2口井4井次，進尺3639.59m。,提高鉆速博孜構(gòu)造,博孜構(gòu)造氣體鉆井統(tǒng)計,顯著提高機械鉆速。同泥漿鉆井，鉆速分別提高3.8倍、4.3倍；,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,30,塔里木博孜構(gòu)造礫石層厚、鉆速慢、周期長，在431.8mm、333.4mm井眼開展空氣鉆井作業(yè)2口井4井次，進尺3639.59m。,提高鉆速博孜構(gòu)造,顯著提高機械鉆速。同泥漿鉆井，鉆速分別提高3.8倍、4.3倍；,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,31,顯著提高機械鉆速。同泥漿鉆井，鉆速分別提高3.8倍、4.3倍；,大幅縮短鉆井周期。博孜101井采用空氣鉆井兩開總進尺2150m，用時49天；同比博孜1井泥漿鉆

15、井節(jié)省119天。,塔里木博孜構(gòu)造礫石層厚、鉆速慢、周期長，在431.8mm、333.4mm井眼開展空氣鉆井作業(yè)2口井4井次，進尺3639.59m。,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,32,塔里木迪北區(qū)塊阿合組屬于高壓低孔低滲儲層(0.0141.210-3m2)，井深4800m左右，地層壓力高達90MPa。 該地區(qū)已鉆5口井，最高獲氣14.14104m3/d（依南2井）。,儲層開發(fā)塔里木迪北構(gòu)造,迪西1井鄰井泥漿鉆井測試產(chǎn)量情況,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,33,為避免儲層液相傷害，獲取地層原始產(chǎn)能，2011年以來實施了4井次的氮氣鉆井作業(yè)，取得重大勘探突破。,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,34,迪西1井在四

16、開215.9mm井眼47084811m井段(氣量57.19萬方/天、產(chǎn)油58.3方/天)、五開149.2mm井眼48785000m井段(氣量24.11萬方/天、產(chǎn)油42.5方/天)開展了氮氣鉆井作業(yè)，兩層共獲測試氣量81.3萬方/天、產(chǎn)油100.8方/天。由于環(huán)空帶壓被迫轉(zhuǎn)換成泥漿完井，在泥漿壓井酸化改造后，日產(chǎn)氣12萬方/天、油7.5方/天，分 別同比下降85%、93%。,日產(chǎn)油對比,日產(chǎn)氣對比,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,35,迪北104井在阿合組168.3mm井眼4768.004784.81m儲層段采用氮氣鉆井獲得日產(chǎn)天然氣48萬方/天，產(chǎn)油48方/天，并首次采用油鉆桿完井，實現(xiàn)了高壓高產(chǎn)

17、井全過程欠平衡氮氣鉆完井。,鉆遇高產(chǎn)時放噴點火,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,36,華油大塔構(gòu)造沙一儲層埋深14001500m，屬低壓低滲儲層（地層壓力系數(shù)0.90、孔隙度513%、滲透率0.11.5mD），常規(guī)鉆井獲產(chǎn)低（0.30.5104m3/d）,經(jīng)濟效益差。,儲層開發(fā)四川大塔場構(gòu)造,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,37,為保護和提高儲層產(chǎn)量，該構(gòu)造大斜度井應(yīng)用氮氣鉆井與完井技術(shù)，取得了顯著成效，目前該技術(shù)已成為大塔場構(gòu)造開發(fā)的核心技術(shù)。,井身結(jié)構(gòu),穩(wěn)斜鉆具組合,篩管完井工具,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,38,2009年至今，該構(gòu)造已完成30余口氮氣鉆大斜度井，平均單井獲氣3.25104m3/d，是常規(guī)鉆井產(chǎn)氣量6倍以上。,氮氣鉆完井與常規(guī)鉆完井獲氣量對比,近年氮氣鉆完井獲產(chǎn)情況,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,39,采用氮氣鉆完井，短期油套壓非常穩(wěn)定，產(chǎn)量也十分穩(wěn)定。,塔21井組常規(guī)鉆井生產(chǎn)曲線,塔26井組氮氣鉆井生產(chǎn)曲線,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,40,塔21井組常規(guī)鉆井生產(chǎn)曲線,塔新6井組氮氣鉆井生產(chǎn)曲線 （兩年）,塔新33井組氮氣鉆井生產(chǎn)曲線（三年）,塔6井組泥漿鉆井生產(chǎn)曲線（三年）,同時油套壓能較長時間保持自然衰減，產(chǎn)量也較為穩(wěn)定。,二、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用成效,41,儲層營城組含油，常規(guī)鉆井難發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)量低。英深306-1井采用氮氣鉆井技術(shù)，順利從3763m鉆