气井钻井工程技术措施初探

气井钻井工程技术措施初探

摘要:天然气井钻井施工过程中,选择最佳的钻井工程技术措施,提高钻井技术水平,达到安全钻探的技术要求,积极开展科技创新,不断引进新工艺、新技术措施,提高钻探施工的速度,达到预期的钻井施工质量,满足天然气开采的需要。

关键词:气井;钻井工程;技术措施;探讨

天然气井的钻探施工过程中,提高钻井施工方案的编制设计水平,加强钻井施工设计的管理,提高对钻井施工全过程的控制和管理。实施钻井的地质监督,及时录取随钻的测井资料,为合理解决气层奠定了基础。优化设计钻井工程技术措施,使其满足气井钻探施工的需要。

1天然气井的钻探概述

天然气井的钻井施工管理,在勘探阶段,以发现和保护气层为主。而在天然气的开发阶段,必须达到保护气层,并提高气井的产气量为主,增加气田的采收率,满足天然气生产企业的增产要求。

1.1天然气井的钻井施工设计

天然气井的钻井施工方案的编制,需要结合油气藏的实际情况,依据地质分析的数据资料,确定预钻探气井的井位,充分利用水平井及老井侧钻井的技术措施,优化钻井施工设计,为钻探出优质的井筒,提供最佳的设计。为了满足采气工程的要求,对区块上已经钻探的井筒进行分析,对地层的孔隙压力、破裂压力和坍塌压力进行预测,合理设计钻井液的密度和粘度,使其达到气井钻探施工的质量标准,防止钻井液体系不合格,而导致气层的污染,影响到后续天然气的正常开采。选择合适的井型,确定钻井方式,实施完整的井身结构设计,优化设计钻井设备,达到井控的管理目标,预测钻井周期,使钻井施工达到健康、安全、环保的标准。

1.2天然气井钻井施工过程的控制

在钻探至气层前,制定具体的安全措施,防止发生井喷事故,保证安全钻探施工,达到设计的钻井施工质量。起下钻必须保持平稳,及时观察井口的溢流等状况,发现井漏、井塌或者井喷事故,都会影响到气井钻探施工的顺利进行。钻井施工过程中,合理录取岩心,使岩心的质量满足岩心录井的技术要求,然后依据岩心整理和分析的要求,获得岩心的基础数据,得到精确的井筒数据资料,为合理开采天然气提供依据。按照井身结构的设计要求,实施下套管和固井施工,合理控制水泥浆体系的粘度和密度,使其达到固井施工的质量标准,提高井筒的服役年限,满足气井生产的基本要求。

2气井钻井工程技术措施

优化设计气井钻井的施工程序,采取最佳的钻井工程技术措施,钻探出优质的井筒,满足气体开发的技术要求。气井钻进工程技术措施的应用,以欠平衡钻井技术为主,实施液相的欠平衡钻井,发展为气液两相的欠平衡钻井的模式,提高了气井钻探施工的效率。

2.1欠平衡钻井工程技术措施的应用

欠平衡钻井技术的应用,选择合适的钻井液,保持井筒的欠平衡条件,钻井液产生的压力略低于井下油层的压力,避免给油层带来伤害,属于绿色清洁的钻井施工措施。应用于气井钻井施工过程中,需要配合井控技术措施,才能有效地防止井喷、井漏等事故的发生,提高气井钻井施工的效率。气体钻井技术措施的应用,属于欠平衡钻井技术的范畴。应用空气或者氮气作为钻井液,应用旋转防喷器作为井控设备的钻井施工。保持了井筒的欠平衡条件,提高机械钻速,井底的清洗条件好,避免造成井筒的污染,延长钻头的使用寿命,减少钻头的使用数量,相应地降低了钻井施工的成本。选择空气锤钻头,钻压小,防斜效果突出。有效预防井漏事故的发生,环保性能好,达到气井钻井施工的安全环保标准。气体钻井技术与常规钻井技术对比,循环的介质不同,选择的钻具组合形式也不同,井控的手段也不同,对井控的要求特别高,才能保证安全钻探施工。加强对欠平衡钻井施工技术的研究,结合气藏的地质特征,进行欠平衡钻井施工中流体的流动规律研究,进行井壁的稳定性研究,结合井控的技术措施,提高欠平衡钻井的安全性。利用井控设备,设计了井口防喷器,结合液动的平板阀,更好地控制井口,当钻井施工过程中,井口出现溢流的现象,立即启动井口防喷器,关闭井口,防止发生井喷事故。

2.2井控技术措施的应用

针对气井钻井的实际情况,由于天然气的膨胀特性,采取井控的技术措施是非常必要的。实施常规的压井技术措施,选择井控设备和设施,提高气井钻探施工的安全系数。在气井钻井施工过程中,当井口发生溢流后,利用井控的井口装置关闭了井口,井下有钻具和钻杆,能够进行循环作业,利用节流管汇进行液体的循环,实施压井流程,抑制井喷事故的发生,保证了钻探施工的安全。气井钻井设备的选择是非常关键的,为了满足井控的需要,选择井控设备和设施,才能达到设计的钻探施工标准,更好地完成气井钻探施工的任务。对钻机的选择,必须配套完整,功能齐全,保证井控设备的正常运行,能够支持井控设备的工作,避免发生安全事故。配套的钻头及钻具的组合形式,满足气井钻探施工的需要。气井钻井的井控技术要求高,由于气体受压体积缩小,降压体积膨胀的特性,选额合适的井控设备,加强井口的观察和管理,防止井喷事故的发生。

2.3现代化钻井工程技术措施

针对气井钻井的特殊性,采取高陡构造防斜打快技术措施,应用多稳定器的下部钻具组合形式,选择偏轴钻具,小角度的单弯螺杆钻具实施钻探施工,提高机械钻速,防止井眼轨迹偏斜,达到设计的钻探施工质量。气井钻探施工时,选择个性化的钻头设计,提高破岩能力,优化钻井液体系设计,达到堵漏防漏的效果,有效地防止气井钻探施工中的井漏事故。并结合井控技术措施,提高气井钻探的安全性,避免发生各级各类的安全事故,降低气井钻井施工的成本,促进现代化钻井技术的发展。选择自动化钻井工艺技术措施,实现地面钻机的自动化和井下的自动化,地面钻机的自动控制和管理,是通过自动控制系统完成的。井下的旋转导向的钻井系统包括钻头、旋转导向装置、随钻测井仪器、传感器等组成,在旋转导向装置中预设井眼轨迹设计数据和指令,利用近钻头传感器和随钻测井仪器探测井斜,采取井眼轨迹控制技术措施,合理控制井眼轨迹,如果井斜的偏差超过了规定的范围,导向装置中的电子控制模块发出控制指令,会产生纠错,恢复井眼轨迹,使其达到设计的标准。自动化钻井系统的应用,操作者可以依据地面控制系统的指令,完成整个钻探施工过程,达到降低了岗位员工的劳动强度,通过自控系统的应用,提高天然气井的钻探速度,缩短钻井周期,提高了钻探施工的效率。

2.4井眼轨迹控制技术措施

水平井钻探施工过程中,为了合理控制井眼轨迹,采取井眼轨迹控制技术措施,保证钻探出优质的水平井,满足天然气田开采的需要。结合钻井过程中的随钻测井技术和录井技术措施,将获得的测井资料和录井资料进行分析处理,通过精细的地质描述,依据地层的出水和出气的预测情况,合理设计井位,加强对长水平井段的控制和管理,防止发生井漏、井塌及井喷的事故,保证安全钻探施工,达到预期的钻井施工质量。优化钻具的组合形式,通过优选合适的钻井工具,结合螺旋杆的应用,自动的调节定位工具的使用,提高井眼轨迹控制的能力,规范水平井的井眼轨迹,使其满足气井开发的技术要求。针对水平井钻探的特殊性,加强对造斜井段、稳斜井段和水平井段井眼轨迹的控制,防止发生井壁坍塌的事故,保证井眼轨迹达到设计的目标,钻探出优质的水平井。

2.5高含硫气藏的钻井施工技术措施

针对高含硫气井钻探施工的特点,优选耐腐蚀的钻柱,选择合适的钻头,满足含硫气井钻探施工的需要。通过自行设计研究的高效PDC钻头的使用,提高含硫气井钻探的速度,减少对钻井设备和工具的腐蚀,达到预期的钻探施工的技术要求。不断研究和应用防漏堵漏技术措施,通过近井壁的地层参数,判断漏失层的位置,并进行漏失层的类型分析,采取最佳的堵漏措施,防止钻井液的漏失,避免增加钻探施工的成本,选择合适的堵漏工具设备,实施先进的堵漏技术措施,防止气井的漏失,提高气井安全钻探的效率。

3结论

通过对气井钻井工程技术措施的探讨,选择最佳的钻井工程技术措施,完成气井的钻探施工任务。加强天然气井钻井施工的市场管理,通过招投标的方式,优选具有施工条件的高素质的钻井施工队伍,签订钻井施工的合同,圆满完成天然气井的钻探施工任务。保证天然气井钻井施工过程中的物资和材料的供应,达到质量标准,才能提高气井钻探施工的质量,达到预期的施工效率。强化天然气井钻探施工全过程的安全管理措施,避免发生安全事故,提高气井钻井的价值。

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作者:冉正涛 高原 张宏 单位:中石油川庆钻探长庆钻井总公司