钻井技术论文范文1
[关键词]深井钻井 钻井技术 发展和应用
中图分类号：G276 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0254-01
1.前言
由于浅层油气资源大部分已经被完全开发，所以各石油开发企业逐渐加大了深层的油气资源的勘探开发力度，为了提高油气勘探开发效益和企业的竞争力，深井钻井技术不断发展提高，应用的规模也日益扩大。深井钻井技术是一项复杂的系统工程，难度高、技术复杂，需要有科学的理论、先进的技术及装备，加上高素质的人才队伍和科学的管理作为支持。深井 超深井钻井技术水平是一个国家或企业集团钻井技术水平高低的标志。目前世界上的深井数量虽然并不多，但是这项技术已经经历了五六十年的发展历程，逐渐走向成熟。钻深井的国家已达80多个，美国、欧洲北海及前苏联、德国、日本等深井钻井技术系统居世界前列，其中美国是世界上钻深井历史最长、工作量最大、技术水平最高的国家。我国深井钻井技术系统近20年快速发展，但与国际先进水平相比仍有很大差距。
2.我国深井钻井技术的发展概况
近年来，我国加大了对地下深层勘探的力度，在西部和四川盆地及周边地区的深井钻井数量逐年增加，平均井深也越来越深，钻井速度也有较大幅度的提高。截止2000年我国钻深井的总数近千口，平均井深接近6000m。随着LWD、旋转导向钻井、自动垂直钻井系统等钻井新技术的应用推动了我国深井钻井技术的快速发展，并取得了丰硕的成果。如何有效解决深井钻井技术的复杂性、适用性、配套性等问题既是影响全球深井钻井可持续发展的难题，也是制约国内深井钻井快速发展，缩短与国际差距的瓶颈。结合我国石化系统多年深井钻井实际情况和塔里木盆地、准噶尔盆地、河西走廊地区、川渝东部地区等4个重点领域深井钻井技术最新进展，以非线性、复杂性系统仿真为突破口，试图解决深井钻井技术系统构成中的复杂性与先进性、功能性与适用性、核心性与配套性等关系问题。
3.我国深井钻井技术的发展和应用过程
我国深井钻井技术起步较晚，1966年7月大庆油田完成第一口4719 m的深井，揭开了国内深井钻井技术发展的序幕。继此之后大港油田、胜利油田和江汉油田又陆续打成了4口超过5000m 的深井，初步积累了深井钻井开采的经验。从1976年到 1985年，完成了100多口深井，其中有2口井深超过7000 m 的井，即四川1978年完成的7175 m关基井和新疆1979年完成的7002 m的固2井。1986年之后，深井进入规模应用阶段，随着深层勘探开发速度的加快，深井钻井数量逐年增加，机械钻速不断提高，钻井的时效增加，深井钻井周期逐年下降，井下事故不断减少。2005年3月8日，中国，大陆科学钻探工程“科钻一井”顺利完钻，井深5158 m ，该，井钻井中采用了大量高新技术，如人造金刚石钻头、绳索连续取心、井底马达驱动取心工具、活动套管技术、自动送钻系统、MWD、LWD、SWD等技术。
4.我国深井钻井技术的发展趋势
随着我国油气资源战略对深层钻井的进一步需求，特别是导向钻井、气体钻井等新兴钻井技 术的应用和发展，以及信息技术、测控技术、模拟技术在钻井中的应用，可以发现深井钻井技术 的发展是以现代钻井技术的发展为基础，重点解决高温高压、多压力系统、山前构造、难钻地层等深井钻井难点。现代钻井技术发展以现代科学技术为基础，以提高勘探开发综合效益为目标，其主导发展趋势为：以信息论、系统论和控制论为理论基础，把以计算机技术为核心的遥测、遥传、遥控技术融入钻井工程技术，用钻井高新技术改造传统的钻井技术，向智能化、自动化钻井方向发展，创造最大化的勘探开发经济效益和社会效益。
深层钻井技术在以下几个方面需要发展突破：①单一尺寸套管钻井可改善传统井身结构，应用膨胀管和套管钻井有利于促进深井钻井技术的快速发展。②应用一次性自锐钻头，单井作业时无需更换钻头，还可根据井况所遇到的岩性转变破岩模式，向高效破岩技术方向发展。③随着LWD、近钻头测量、随钻测井、随钻地震技术的应用和发展，井下控制器将成为钻井施工的核心。安装在钻头附近的控制器可实现实时监测与控制，自动判断控制钻头，甚至控制钻机的动作。④采用控压钻井技术将实现真正意义上的闭环钻井，通过安装在钻头附近的主控制器、钻杆上的分控制器以及井口控制器自动调节实现井内压力自动平衡。⑤有缆钻杆的应用将不仅可实现对钻井的有效控制，而且会提高钻井速度。采用该技术，钻杆将不用传递扭矩，甚至不必控制钻压。⑥固壁技术将改善井壁的稳定性，在钻井发生井漏时，随时加入有针对性的堵漏材料；也可在钻井完成后，对井壁进行“固结”，形成人工管壁。⑦气体钻井的比例将大大提高，针对特殊地层，能够及时变换有针对性的特殊流体。⑧利用已有的数据库、已钻井段的数据，并结合地面采集和井下实时检测的数据，对未钻井段的钻井施工进行模拟，随时调整钻井设计。使深层钻井技术向集成化、信息化、智能化、自动化方向发展⑨采用封隔器实施对地层间的封隔，甚至部分代替水泥对层间的分隔。
5.如何更好的应用深层钻井技术有效提高油气采收率
面对未来全国油气资源的需求状况，我国西部地区、南方海相地区及东部深层油气勘探开发将进一步加强，复杂地质条件下深井钻井技术仍然是我国21世纪实施油气资源战略、提高勘探开发效益的重要技术支持手段。为此，我国应在跟踪和引进国外先进深井钻井技术与装备的同时，加强自主研发与应用技术攻关，努力学习国外先进钻采技术，缩小与国外的差距。深井钻井技术研究与应用的重点在加强核心技术的研发与配套，并高度重视基础理论研究，加强人才培养，重视人与计算机结合，充分利用现代信息技术和我国深井钻井专家知识经验，建立深井钻井的科学化评价体系和决策体系，加快深井钻井技术管理的科学化进程。同时，适度引进先进国家深井钻井核心技术装备与配套软件系统，加强国际合作，走消化、吸收和创新的道路，逐步使深井钻采能力向更深的程度发展，有效提高我国的油气采收率。
参考文献
[1] 高德利.复杂地质条件下深井超深井钻井技术[M].北京：石油工业出版社. 2004.
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关键词：川渝地区 油气储备 地质状况 施工技术 钻井提速
一、引言
川渝地区是我国大型综合含油气地区之一，整个地区有着丰富的天然气与石油资源，为我国的油气勘探以及工业的发展提供了宽广的平台。但就当前川渝地区的复杂地质条件来看，这些地质难题严重的阻碍了我国油气开采的步伐，主要体现在钻井速度慢，钻井施工难度大两个方面。从上世纪70年代开始，我国就对川渝地区钻井技术的科技攻关以及新技术试验就从未中断过，也取得了一系列重大的技术突破，发展了一整套适合于川渝地区恶劣地质条件的油气配套钻井技术。在广大川渝油气井的开采方面，全面开展了以提高机械钻速为整个钻井工程核心的钻井新技术配套难题攻关试验以及试验推广应用等策略，但随着油气储备勘探技术的不断完善，一些深层油气井和更为复杂地质条件油气井的发现，也为我国乃至整个川渝地的钻井速度不断提高带来了很大的难题。
二、钻井提速技术简介
从目前钻井技术的发展来看，国内外提高机械钻速的方法很多，所有的钻井工程都必须根据不同地区的地质情况，提出相应的技术指导，最终合理的选择不同的钻井方式来达到整个钻井工程提速的目的。当前国内外常用的钻井提速技术主要有专门针对钻头的钻头优选技术，从钻井增加强度以期望达到提高钻井速率的欠平衡钻井技术（气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井液钻井等），从钻井工艺该进方面采取的垂直钻井系统应对井斜问题，复合钻井提速的PDC钻头配合螺杆钻具复合钻进技术，优化井身结构、优选钻井液等辅助措施提高钻井效率的钻井提速技术。
三、川渝地区地质状况分析
就本论文研究的川渝地区而言，近些年已经勘探出来的油气埋藏均较深，其表层的碳酸盐层可钻性特别差，高陆地层直井井斜的问题又特别突出，整个钻井过程中因为钻头使用效果不佳而导致的井下复杂事故频发以及相关工程施工的管理效率低等问题，严重的制约着我国川渝地区钻井速率，整个钻井的投资不断增大。由于我国川渝地区的深井主要为气井，整个地层的压力高，部分气藏表现出超高压特性的难题。而当前的钻井技术对于底层气压压力的控制问题，仍然很难得到有效的解决。再者，我国川渝地区已探明油气田的含硫数量很多，目前我国川渝地区的油气田除个别的碎屑岩气田以外，各产气区的主力气田均是含硫量很高的气田。因此针对当前我国川渝地区气田深度大以及高含硫的严重制约其钻井效率的难题，通过研究形成一整套有效的专门针对我国川渝地区优快的钻井技术来替代机械钻速低的难题的方法是十分必要的，对于我国川渝地区在缩短钻井周期、减少钻井成本，以及使整个钻井工程能够快速高效地完成具有十分重要的意义。
四、关于提高川渝地区钻井技术的探讨
1.施工前期的准备工作
施工人员要认真做好钻井前期的工程论证工作，在整个钻井工程开工之前，钻井技术人员应该严格按照钻井设计方案来制定周全的作业计划以及具体落实物质器材的施工前期的工程准备工作。为了避免工程施工过程中出现停工待料、遇到突发地质问题而临时改变钻井方案的设计或是改变钻井作业计划的情况，工程技术人员必须做到对全井的物资器材，尤其是那些关键的、大宗的、比较难以解决的施工材料和钻井机械的准备工作，都要在开钻以前全部得到落实。
2.施工过程中的应注意的问题
对于我国川渝地区普遍出现的高压含硫气井完井，工程技术人员要做好充分的试油基础理论以及工艺技术的研究，在整个工程施工过程中加强完井和试油装备的改进工作，注意解决套管强度以及油气井气密封的同时，工程技术人员还要注意对所有工程中应用的油管的强度和油管密封的问题。在所有的超深超高压含硫气井中，必须使用高强度的经过特殊工艺处理过的防硫的油扣和油管，对于川渝地区高压防硫气井的井套管头和采气井口的工程施工要严格按照事先拟定的工程要求来施工，与整个含硫井相配套的完井封隔器，以及地面降压、分离装置和试井装备的使用安装要有严格的使用方法，做到在保证安全施工的基础上，提高整个油气井的钻井速率的目的。
3.施工技术研究分析
因地层出水、出油、垮塌等复杂情况而制约了气体钻井技术的应用，有的井因介质转换不及时还造成了卡钻甚至侧钻。为扩大气体钻井技术的应用范围，进一步完善气体钻井配套技术，应重点开展对气体钻井适应性（包括地应力、浅层油气水分布规律）研究、地层出水（油）风险识别及对策研究、气体钻井钻具组合及钻具受力分析、气体钻水平井技术研究，同时要不断完善泡沫钻井、雾化钻井工艺。
五、小结
继续发挥欠平衡钻井技术对提速的贡献，在那些含油气水甚至易坍塌层大胆开展欠平衡钻井探索，尽力提高钻井速度，减少井漏等复杂情况的发生。进一步完善欠平衡钻井工艺技术，配套试验多种欠平衡钻井介质，如油包水乳化钻井液、空心玻璃球等，以扩大欠平衡钻井技术的应用领域。进一步完善并大力推广优质钻井液技术，根据不同构造的地层特点，严格控制井下适应条件和体系转化时间，达到以快制胜。
参考文献：
[1]杨仲涵，何世明，周晓红，唐洪发，周怀光，章景城.国内外钻头优选方法述评[J].重庆科技学院学报（自然科学版）.2011（04）
[2]马志亮，楼一珊，文忠选，王子强，刘宵，王广财.吐哈油田马朗凹陷火成岩地层钻头优选技术研究[J].石油天然气学报.2011（03）
钻井技术论文范文3
【关键词】油基钻井完井液 水平井 储层保护
1 引言
油基钻井完井液是以油作为连续相，主要应用在钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护等钻完井工艺中的一种较好的钻井完井液。这种钻井完井液能有效地避免水敏作用，降低对油气层的损害程度，同时具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求[1]，而储层保护的好坏又直接关系着油气田产量的高低，所以油基钻井完井液技术已成为实现储层保护的重要手段。
2 研究现状分析
与国内相比，国外更早意识到油基钻井完井液技术对保护储层研究和应用的重要性[2]。J.M. Davison[3]等通过评价一种钻水平井的油基泥浆的性能分析了地层伤害特性和生产时原油穿过泥饼的初始流动压力（FIP）；Linel[4]等则是针对油基泥浆性能对储层保护的影响，在不受毛细管压力影响的同时，通过一系列的反应特性解决并阻止滤液向页岩渗透；Kunt Taugbol[5]等介绍一种低固相油基射孔液，并将其应用在挪威北海水平井中获取到良好结果；另外，M.A. Al-Otaibi[6]、Hamed Soroush[7]和H.K.J. Ladva[8]等也在水平井储层保护工艺领域对油基钻井完井液进行了深入研究，研究结果显示出油基钻井完井液不仅实现储层保护，还实现最大化油气产量、降低成本和提高钻速的目的。
近二三十余年，国内钻井完井液技术的也得到了快速发展，已经形成多项具有保护油气层的钻井完井液技术。安文忠[9]等阐述了VersaClean低毒油基钻井液的基本配方、各种主要处理剂的作用机理和钻井液的基本性能、钻井液现场维护处理方法和固相控制、钻屑回注等技术方法，提出了使用该低毒油基钻井液不仅可以在钻井完井作业过程中保护储层不受伤害，同时提高油气田的采收率的结论；赵金洲[10]等关于胜利油田的水平井钻井完井液对储层保护做了概括性的阐述，并从低密度钻井液、全油基钻井完井液、保护低渗储层钻井完井液、非渗透钻井完井液和特殊的分支井钻井完井液等5个方面对其进行总结。
经过不断的探索和实验，国内外关于油基钻井完井液对水平井储层保护应用技术逐渐走向成熟，油基钻井完井液推广和应用力度以及适应的油藏类型也在不断加大和拓宽，但是油基钻井完井液的研究仍需继续深入下去。本文中将详细的介绍油基钻井完井液技术在水平井上应用的类型。
3 油基钻井完井液在水平井中应用的技术类型
目前，国内应用水平井油基钻井完井液的技术有全油基钻井完井液技术[9]、VersaClean低毒油基钻井完井液技术[10] 、油基完井液新技术[3] 和油基射孔液新技术[5]。下面主要介绍的是前两种技术类型。
3.1 全油基钻井完井液技术
全油基钻井液不含水，乳化剂用量少，无需考虑钻井液水相活度与地层水活度的平衡问题，因而可用于易塌地层、盐膏层、水相活度差异较大的地层、能量衰竭的低压地层和海洋深水钻井。目前使用的全油基钻井液不再应用大量沥青增黏提切，而且塑性黏度低。
3.2 VersaClean低毒油基钻井完井液技术
该钻井液以无荧光低芳香烃矿物油为连续相，水加CaCl2为盐水相，与乳化剂、油润湿剂、增粘剂、降滤失剂等亲油胶体及碱度控制剂和加重材料组成。连续相是逆乳化钻井液的主要成分，它是一个非极性的连续相，它的主要作用是防止钻井液与地层间的极性反应。
4 结论
油基钻井完井液具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求，该技术能有效地避免水敏作用，降低对油气层损害程度，是水平井储层保护的重要手段。
参考文献
[1] 徐同台，熊友明，康毅力等编著.保护油气层技术（M）.第三版.石油工业出版社.2010，11月
[2] 白小东，蒲晓琳.国外保护储层的油基钻井完井液新技术研究与应用》（J）.精细石油化工进展.2005年12月. 第12卷第6期.P12-P17
[3] Davison J M，Jones M. Oil-bsed Muds for Reservoir Drilling： Their Performance and Clean-up Characteristics. SPE 72063
[4] Benjamin Heahaft，Lionel Rousseau. Influence of Temperature and Clays/ Emulsion Microstructure on Oil-based Mud Low Shear Rate. Rheology. SPE 86197
[5] Ping Jiang，Knut Taugbol. New Low
solids Oil-based Mud Demonstrafes Improved
Returns as a Perforating Kill Pill. SPE 83696
[6] M.A.Al-Otaibi，K.H.BinMoqbil，A.S.AlRabba，A.N.Abitrabi. Single-Stage Chemical Treatment for Oil-Based Mud Cake Cleanup： Lab Studies and Field Case. 127795-MS
[7] Hamed Soroush，Vamegh Rasouli. A Novel Approach for Breakout Zone Identification in Tight Gas Shale. 143072-MS
[8] H.K.J. Ladva，M.E. Brady，P. Sehgal，S. Kelkar. Use of Oil-Based Reservoir Drilling Fluids in Open-Hole Horizontal Gravel-Packed Completions： Damage Mechanisms and How to Avoid Them. 68959-MS
钻井技术论文范文4
关键词：钻井 差距 新技术 应用
一、世界钻井技术的现状
目前国外油公司和技术服务，兼并很多，总的趋势是越兼并规模越大。发展的趋势是向自动化、智能化钻井发展。这个时期特点：一是将钻井、电测、信息采集、传输，控制技术紧密结合；二是从地面人工控制发展为地下全自动闭环控制，从地面为主的间断信息采集发展为地下直接连续的信息采集，能随钻及时发现油气藏，减少油气层损害。
1.钻井装备向大型化、自动化和模块化方向发展
近年来，国外石油钻机能力不断增加，自动化配套进一步完善。为适应深部、深海油气藏和更大位移井的需要，石油钻机设备趋向大型化和自动化。高性能的机、电、液一体化技术促进石油钻机的功能进一步完善。
2.不断研发钻井高新技术及时发现和保护油气层
国内外钻井行业围绕降低钻井成本、发现和保护油气层、提高单井产量为目标，迅速发展钻井技术。防斜打快技术向准确控制井斜、大幅度提高机械钻速方向发展，地质导向技术向提高特殊工艺井轨迹控制精度方向发展，大位移井向1万米及以上的水平位移方向发展，分支井向六级以上分支井的施工方向发展，小井眼钻井正向着微井眼方向发展。
3.在发现和保护油气层方面，针对中、低压油气藏难以经济有效开发，探索利用气体等作为循环介质钻井，获得了成功。即通过往钻井液中注入降密度剂，从而达到降低钻井液密度，实现欠平衡钻井，达到发现和保护油气层的目的。
4.井下测量和控制仪器与工具朝智能化、自动化进一步发展
近年来随钻测量、随钻测井技术处于强势发展之中。随钻测井系列不断完善，已研制了适用于各种井眼尺寸的MWD/EMWD、LWD工具。其测量参数已逐步增加到近20种钻井和地层参数，仪器距离钻头越来越近。
5.连续管钻井技术配套完善，技术和应用快速发展
连续管钻井可通过最大限度地降低钻井液浸入和随之而来的地层损害，以提高储层的产能。另一个优势是在钻机空间或噪音受到限制时，使用连续油管钻机比使用常规钻机更为有利。由于连续管操作简便，施工安全，污染小和占地少，操作人员仅需3～4人，作业效率很高，施工效果好，从而备受欢迎。
二、我国钻井技术应用和对策
1.发展旋转导向钻井技术
导向钻井系统就是用一种最优的下部钻具组合，用它能增斜、降斜，后又发展能稳斜。导向钻井系统最初只用在定向井、丛式井。随着油田类型的增多以及开发的要求，需要钻大斜度井、水平井、三维多目标井、大位移井等。因此导向钻井有了相应的发展，导向钻井发展可分为三个阶段：初级导向钻井、地面人工控制的导向钻井以及全自动的井下闭环旋转导向钻井。
1.1初级导向钻井
就是用弯外壳螺杆钻具，用这套钻具造斜、降斜，旋转钻具时也可稳斜。也就是用这套钻具在造斜段、降斜段实行滑动钻进，在稳斜段实行旋转钻进。
1.2地面人工控制的导向钻井
这种导向钻井系统就是使用变径稳定器加螺杆钻具，用于造斜、降斜。变径稳定器加在上部，当处于最小直径时，靠近钻头稳定器起支撑作用，使井眼增斜；当变径稳定器处于最大直径时，井底钻具组合两端受支撑，井眼可稳斜或降斜。一般稳斜或增斜，取决于地层性质。变径稳定器直径大小靠钻压调节，靠排量锁定。变径稳定器是由3个螺旋状翼片组成，翼片上装有6个活塞，钻具加压，活塞伸出翼片表面，稳定器直径增加。第二阶段的地面控制的导向钻井比第一阶段的初级导向钻井的优点是变径稳定器直径可以调节，造斜率高。但这两个阶段的导向钻井共同的缺点是造斜段、降斜段均需滑动钻进。滑动钻进时机械钻速低，携岩能力差，井眼不够清洁，易发生粘吸卡钻。
2.全自动的井下闭环旋转导向钻井。
这个系统是从地面人工控制的导向钻井系统发展成全自动控制的导向钻井系统，这个系统可实施井下自动测量、辨别、处理、控制、传输。这个系统的优点是造斜、降斜、稳斜段均能实行旋转钻进，有利于提高机械钻速、携岩能力好，减少压差卡钻。这个系统的主要结构是在下部钻具有一个非旋转的筒形外套，中间有一个旋转轴，旋转轴上边接钻具，下边接钻头。中间轴可用螺杆钻具旋转，也可用转盘旋转。非旋转的筒形外套上装有井斜、方位测量传感器，可测量出井斜、方位、工具面角，并将数据传到微处理器中，微处理器接到信息，经过辨别、比较，然后给执行机构发出指令，执行机构按指令控制驱动装置，操纵液压阀、驱动活塞，控制三个棱块伸出高度，达到设计要求。
3.发展超深井钻井技术
要加快新区深探井速度应从以下几个方面解决：（1）控制探井的目的层数，一口探井目的层最好不超过两层，目的层多了，带来井身结构设计不合理。（2）设计一个合理的井身结构，对钻成一口井是非常重要的，应满足勘探开发地质及工程要求，设计套管层次应留有余地，避免同一裸眼段内出现两个以上不同压力系数地层，套管设计要充分考虑油气层特点和地层特点。（3）彻底破除钻井液密度高了，就枪毙油层的陈旧观念。应认清造成油气层损害的主要原因是井内液柱压力大于地层压力差，而不是不考虑地层压力大小，只注意钻井液密度的高低。（4）实行平衡压力钻井，选择合理的钻井液密度。
4.采用大位移钻井技术
这些年，国外大位移钻井技术发展很快，水平位移已达到10km，大位移井主要用于海上和滩海地区，钻大位移井可减少人工岛或平台数量，滩海地区可从陆上向近海钻大位移井，可节省大量投资。建议辽河、大港、冀东滩海地区尽快发展大位移井，大位移井的关键技术是：（1）为减少阻力和扭矩，使用准悬链线井身剖面及油基钻井液，用带护箍的钻杆。（2）使用高扭矩接头，高扭矩油，高强度钻杆。（3）保持井眼稳定。（4）保持井眼清洁。（5）避免套管磨损，固井时部分套管悬浮，转动尾管提高固井质量。
5.老油田应选择重钻井技术
在老油田如砂岩注水油田、稠油油藏、低渗透油藏、断块油藏等都不同程度存在一些死油区块、枯竭井等。在这些不同类型的老油田中，应有选择的钻重钻井（Reentry）如老井加深井，套管内侧钻井以及钻多底井（分枝井），侧钻水平井、定向井、大斜度井、大位移井（包括三维多目标大位移井即蛇形井）、径向水平井、水平井等，加上使用导向钻井技术，使这些类型井真正成为老油田提高单井产量，降低成本，提高采收率的有利手段。
三、结论
进入21世纪来，我国钻井技术得到快速发展，常规钻井技术得到进一步强化，特色钻井技术优势明显，钻井装备与工具发展迅速；深井钻井、欠平衡和气体钻井、水平井等方面取得了技术突破，整体技术水平得到很大的提升，与国外差距不断缩小。大大提升了我国钻井的整体实力，使我国由钻井大国逐步向钻井强国发展。
参考文献
[1]《钻井工艺原理》（上、中、下），石油工业出版社，刘希圣教授主编.
[2]《钻井工程理论与技术》，石油大学出版社，陈庭根与管志川教授编著.
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[关键词]盆地；煤层；气钻井；工艺
中图分类号：TM33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0044-01
一.煤气层特点分析
国外煤层气钻井技术非常高，媒体产量也非常高，形成了煤气产业，我国加强对于国外公司合作，加强了煤层气井钻井技术发展，对于煤层气的开发可以采用合理钻井技术，通过近几年施工煤层气地质条件钻井工艺得到非常高的提高，对于煤层钻井技术进行非常高提高。煤层钻井气主要成分是CH4，吸附状态存在于煤层中，产生机理上是降压和渗透过程，煤层具有双重的空隙结构特点，不同意物理性质的硅砂岩结构，是埋藏深度非常浅的压缩气体。煤机械强度比较低，容易压碎，难以支撑底层的压力，钻开后的煤层浸泡时间长，会导致煤层塌陷问题出现，隔理钻开后过滤会失大量吸水，造成空隙堵塞问题，煤层的压力系数变化比较大，规律也存在很多差异，不同的煤层压力系数不一样，需要对于钻井液数值进行通气处理。
二.煤层气钻井技术分析
1.从煤层气钻井技术施工经验分析可以看出地质和储层条件都相对比较稳定，层埋深度比较浅，底层相对比较老，结构比较细致，一般采用钻井方法，钻井组合同时要满足传递模式，输送介质和防止钻孔弯曲需要。冲洗液的配制和维护中需要采用山东产的钠土粉配制泥浆进行很好浸泡处理，同时进行很好搅拌，泥浆管理员要随时调整泥浆性能，检修和维护泥浆净化装置系统，保证正常运行，最终负荷泥浆使用标准。
2.冲洗液的使用可以防止钻孔坍塌问题，可以使用粘度比较高的泥浆，提高层孔比重。井段底层主要是第四系表土层，钻井中最需要注意的就是防止井坍塌问题，严格控制钻井压力，防止倾斜问题，保证井眼垂直，还要准备好足够的材料保证施工正常进行，还要进行稳定基岩钻井速度。做好钻头使用，提高钻井技术发展，严格控制好钻井参数，测量好井倾斜控制问题，很好设计要求施工正常进行，防止井内部掉块问题出现，用大排量井内做好冲洗工作。提前预计煤层要进行一定严密岩层管理，确保资料准确，保证国内国际灵活好用，进行煤层系统使用，做到对于煤炭很好控制，严格控制好参数操作，具体要仔细检查和保证水眼的顺畅，进入煤层要进行很好煤心使用。
3.为了对于煤层进行很好评价研究需要采取一定措施，对于煤岩结构进行很好渗透和裂缝处理，做好相对解吸和实验工作，根据计算机技术对于煤层气储量预测产气量，布置好压裂设计，提供一定依据，常规对于煤层气井进行很好特殊处理，具体要求就是要提高煤心直径，采取一定高校措施，迅速的提高气体散失，保证煤心质量和状态，同时降低成本。对于区域地质结构储层条件进行很好认识，对于层埋深度进行很好检测，保证压力正常，采用一定钻井机进行常规采集。采用大直径钻井技术组合强化钻井参数，有效控制井倾斜问题，满足井身要求，加快钻井速度，采用相对固定的保护煤储层，降低钻井液体成本。
三.盆地煤层气钻井工艺方法
1.煤层气是煤矿瓦斯，是一种吸附状态存在煤层天然气，是天然气最现实的接替能源，不仅有利于煤矿安全生产，还能有效减少大气环境污染，最重要的就是可以改善国家能源结构，煤层气资源地面开发工程技术施工最需要问题就是需要采用煤层气储层有效保护煤层钻井工艺，研究方法主要就是要很好的预测煤层压力，对于煤层进行很好保护工作，采取有效措施加强储备煤层保护，提高煤层气体使用，充分应用改善国家对于石油天然气钻井技术使用。科学系主要统地进行钻井工程设计可以很好确保高质量的煤层气体使用，保证工程设计顺利进行，为了能够很好保证煤层气体安全钻井，要对于煤层组织进行很好控制，采取一定措施控制很井喷。
2.井漏现象非常普遍存在，是造成部分煤层气井钻主要原因，l生井漏原因主要是河床和山坡上部地层疏松，煤层有大段灰岩地层，裂缝发育，使得煤层处于压力状态，可以使用堵井漏模式，采取强行钻井办法进行很好煤层处理，很好处理好控制钻井。煤层漏失由于存在比较高的压力常常会诱发裂缝问题，封堵裂缝最关键问题就是及时进行临界条件扩散，利用物质平衡原理保证裂缝周围表面漏失防止问题。还要很好对于裂缝进行处理，堵住需要材料，如果破裂压力增加，就会在裂缝尖端产生一定破裂问题，随着地层弹性有效增加裂缝尺寸，防止漏财问题，还要很好提高裂缝材料地层效应问题，防止漏材料使用。
3.还有能有效的防止水泥和毛钻堵漏问题，对于发现的钻井液要从半山腰地方防止，采用分段处理方法对于表层进行封固处理，有效提高对于水泥堵漏效果，充分考虑对于井漏问题处理，还要很好确保安全。同时要很好规避安全隐患问题，煤层机械强度低的要对于裂缝和割理发育进行亚久，煤层断井不稳定技术要进行很好坍塌处理，实施对于煤层保护措施，及时提高煤层空隙压力，防止井壁安全问题，提高钻井密度，保持一定平衡，加重煤层安全措施。随着常规天然气减少，能源需求不断增加，对于环境保护要日趋严格化，煤层气存在巨大资源，是国家能源消费重要地位。
结论
煤层气钻井过程中会出现坍塌、井漏和煤层气气侵等问题，极大影响了钻井安全，为了能够降低事故发生，需要提高钻井速度，通过国内外煤层钻井现场经验资料分析，可以很好结合目前煤层气钻井技术情况分析，及时对于煤层钻井管理进行研究，针对盆地煤层气钻井中存在问题进行及时应对，要及时进行安全井漏和坍塌密度水泥浆固处理，研究总结可以很好对于问题进行解决，同类煤层气钻开采提供借鉴。盆地是一个非常复杂煤层地区，气钻井技术主要建立在地质力学性质和开采要求基础上，由于煤储层特殊地质特性认识，非常有必须对于煤层气钻井技术进行安全分析和研究。
参考文献
[1] 王荧光，煤层气田地面集输工艺技术[A]，2011年煤层气学术研讨会论文集[C]，2011年.
钻井技术论文范文6
【关键词】气体钻井；西部；火成岩；钻井；研究方向
“十一五”末，中石化集团公司调整了西部勘探战略部署，新疆准噶尔、吐哈、塔城，青海柴达木、甘肃敦煌等38个勘探区块划归胜利油田（下文简称西部新区）。随着钻探工作的深入，出现了一系列世界级技术难题，为了加快西部新区的钻探步伐，围绕这些难题进行气体钻井的可行性评价并尝试，得出气体钻井在该地区钻探提速中的必要性，同时提出下一步攻关研究方向。
1、西部新区钻井遇到的主要难题
（1）上部三叠系和深部二叠系、石炭系火成岩地层研磨性差
从已钻探井来看，上部三叠系以浅地层的巨厚砂砾岩层和深部地层的二叠系和石炭系火成岩地层机械钻速极低，是钻井周期长的主要原因。
（2）井壁稳定问题突出
准噶尔盆地南缘区块地应力大，地层层理裂缝发育、岩石破碎，井壁稳定困难；吐谷鲁群组下部大段棕色泥岩水敏性强，易缩径、掉块、垮塌；西山窑组硬脆性泥岩及煤夹层在井眼形成时易发生水化应力垮塌掉块，目前还没有得到有效解决。
（3）山前构造防斜难
山前构造地层倾角大，高达60～70°，井斜难以控制，地层可钻性级值高，利用牺牲钻压吊打的方式控制井斜，机械钻速和效率极低。
（4）井漏问题
准中一区吐谷鲁群组和西山窑组，尤其是三工河组砂岩渗漏，漏速达1～2m3/h。哈密区块的火成岩地层裂缝发育，容易发生严重的漏失。堡参1井下部火成岩地层（井段4383.00～4959.97m）漏失钻井液305.1m3。准噶尔盆地南缘地区普遍存在多套压力系统，呼图壁地区上下地层为低压系统、中部安集海河组地层为高压系统的特征，紫泥泉子组地层被认为是相对低压地层，进入紫泥泉子组地层以后，由于压力系数的渐降引起井漏，频繁的井漏损失了大量的时间。
2、气体钻井的优势及适应性评价
气体钻井是20世纪50年代始于美国的一项钻井技术，在钻井中以压缩气体或含有压缩气体的气液混合物作为循环介质的一种钻井技术，包括干空气钻井、氮气钻井、雾化钻井、泡沫钻井和充气泥浆钻井等，在钻井提速、克服井漏、低渗油气田的开发等诸多领域得到了较广泛的应用。国内20世纪60年代，在四川盆地尝试了利用天然气打开产层，目前在国内大庆、胜利、四川、长庆等油气田成熟应用，取得了重大技术进步。
2.1气体钻井的优势
气体钻井的优势有提高机械钻速、保护油气层、减少井的漏失、延长钻头寿命、保证井眼清洁、有利于防斜打快、降低成本。
2.2气体钻井的对象筛选和适应性评价方法
气体钻井应用对象可分为产层和非产层。应用于非产层的气体钻井目前以提速为主要目的，也有部分以防漏治漏、减少井下复杂事故为目的；应用于产层的气体钻井多以保护储层、提高勘探发现率和开发效果为主要目的。无论是何种目的的气体钻井，首先需要从技术上论证是否必须用气体钻井才能达到良好的效果，即气体钻井必要性评价。必要性评价主要涉及：①储层保护潜力评价，即与常规技术相比，气体钻井所能达到的储层保护效果，主要针对产层；②提速潜力评价，即与常规钻井技术相比，气体钻井能够提高机械钻速的程度，主要针对非产层；③克服井下复杂潜力评价，即对于常规钻井容易发生井漏、井喷、水敏性井壁坍塌、压差卡钻等的情况，论证利用气体钻井克服上述复杂的必要性。气体钻井受井壁稳定、地层流体产出、地层压力、井身结构及场地设备等多方面因素的影响，评价工程上的可行性也是气体钻井适应性评价的关键内容。主要涉及：①井壁稳定评价；②井眼净化能力评价；③地层流体产出评价，主要评价流体产出对井壁稳定、井眼净化、压力控制及人身安全的影响；④井下燃爆安全的评价，主要针对空气钻井的情况；⑤设备及施工条件评价。前4项属于重点评价内容。除论证气体钻井必要性和工程可行性外，还需要评价与常规钻井技术、增产措施相比，气体钻井通过储层保护提高产能、通过提速和克服井下复杂事故缩短建井周期、减少复杂事故处理费用等是否具有获得的经济效益优势，即气体钻井的经济可行性评价。
3、在西部新区实施空气钻井的必要性分析
截至2011年，中石油塔里木油田已在大北、柯东地区等区块的6口井实施了气体钻井。胜利油田也于近两年在通过红1井等3口井的现场应用，形成了一套适合新疆探区火成岩地层气体钻井提速技术。
3.1中石油在山前构造及石炭系地层应用气体钻井提速明显
2010年初，在大北5井307～835m井段试验空气钻井，克服了地层出水量超过150m3/h等难题。2010年4月，大北6井在308～953m井段实施空气、雾化钻井，机械钻速为7.74m/h，是邻井大北301井同层位使用泥浆钻井的5.27倍。新疆油田在白22井，三开实施泡沫欠平衡钻井，石炭系地层钻进489.36米，平均机械钻速达到11.7m/h，比邻井同层位常规钻井方式提高了5.7倍。中石油在塔里木山前砾石层和准噶尔盆地石炭系地层的成功应用气体钻井的实例证明，气体钻井在西部新区山前构造砾石层提速和下部石炭系提速是可行的。重点工作是做好山前砾石层气体钻遇地层水后的转化钻井方式工作和井壁稳定工作，在石炭系地层要研究如何安全钻穿破碎带，保证井壁稳定。
3.2胜利油田在西部新区应用空气钻井的提速效果显著
胜利油田通过在红1井、哈山3井和哈深2井3口井（4开次）气体钻井探索应用，取得一些重要成果并逐步完善形成了一套适应西部探区火成岩地层的气体钻井提速技术。①测得了火山岩岩石可钻性级值；②形成了火山岩气体钻井可行性评价方法；③升级了气体压缩装置环境适应性系统；④研制了气体钻井用高压大尺寸旋转控制头轴承总成；⑤红1井和哈山3井提速效果显著，哈深2无类似井对比，但首次成功应用泡沫钻井。红1井：位于新疆维吾尔自治区哈密市二堡镇，构造位置在吐哈盆地哈密坳陷三堡凹陷红1构造。设计井深：4875m，设计三开Φ215.9mm井眼用气体钻井，气体钻井穿越的层位包括下二叠系依尔希土组、上石炭系奥尔土组、祁家沟组和柳树沟组。三开气体钻进井段：2698.0～3312.38m，进尺614.38m，纯钻时间：126.5H，平均机械钻速：4.86m/h。是同井同层位常规钻井液机械钻速0.62m/h的7.84倍。哈山3井：位于新疆维吾尔自治区克拉玛依市乌尔禾区西北部。构造位置在准噶尔盆地西部隆起哈山山前构造带外来推覆体哈山3构造较高部位。设计井深：4600m。设计二开311.1mm井眼，石炭系井段使用气体钻井。二开气体钻进井段：720.0～1626m，进尺906m，纯钻时间：174.6H，平均机械钻速：5.19m/h。是同井同层位常规钻井液机械钻速1.9m/h的 2.73倍。
4、结论
（1）气体钻井是胜利西部新区钻探提速的有效技术手段。（2）应该在不断完善总结的基础上进行推广应用。（3）借助其他钻井方式并举，攻克西部深层钻井提速的难题将指日可待。
参考文献
[1]邹光贵，林发权.山前空气钻井实践与认识.钻采工艺，2010（04）.
