泡沫钻井技术在26寸井眼的成功应用.docx

空气泡沫钻井技术在元坝10井26寸大井眼中成功应用 张庆华 张涛 前 言元坝区块是中国石油化工股份有限公司的重点勘探区域，元坝地区是中国石化天然气增储上产的重点区域，也是川气东送建设工程的重要资源接替阵地。中原西南钻井公司于2006年进入元坝区块进行钻井施工。中原西南钻进公司积极响应石化集团提速，在新一轮元坝区块钻井施工中采用新工艺、新技术，加快了钻井速度。元坝区块的地质情况较为复杂，该区块陆相地层井段长、埋藏深、可钻性差、稳定性差； 这些地质特点都给钻井施工带来了相当大的困难。其中上部陆相地层为高陡构造，砂、泥、页岩互层频繁，硬度大，研磨性强， 碎，井眼稳定性差，钻井中时常发生井漏，井漏后往往诱发井塌，并且漏失井段长，极易造成井下复杂，处理难度大。 地层特点是砂泥岩软硬交错变化大，砂岩石英含量高，且胶结致密、硬度大、研磨性强，地层可钻性低，元坝地区岩石可钻性级别多大于5级， 部分井存在浅层水和发育裂缝。空气钻井钻遇严重出水地层后，井底岩屑无法顺利返出，导致空气钻井无法实施。空气泡沫钻井技术在川东北的成功应用，不仅大大提高了机械钻速，缩短了陆相地层的钻井周期，有效解决了该工区“硬”、“斜’、“漏”三大技术难题，并且有效的避免了井下燃爆，为欠平衡钻井技术广泛应用拓展了新的空间。然而，采用空气钻井时，经常会遇到地层出水的情况，严重制约了空气钻井的应用。由于地层出水，会把空气钻井形成的粉尘凝结，糊在井壁上，造成扭矩增加、局部过热、井壁岩石出现裂缝，吸水膨胀后造成井壁坍塌或者卡钻，一旦出现这种情况，大多认为在出水量达到5m3/h就应该转化成雾化钻井或空气泡沫钻井。 空气泡沫钻井工艺技术流程：是以泡沫基液为工作对象，用空压机对空气先进行初级加压，然后经过增压机增压后的气体再与雾化泵泵出泡沫基液混合，经立管三通进入钻具，泡沫通过钻头时对钻头进行冷却，再通过井口的旋转头（旋转密封），泡沫和钻屑进入排砂管线，最后到岩屑池，完成携带岩屑和消除粉尘的任务，泡沫自然破泡后基液回收到上水池进行再利用。中原油田钻井研究院配合在元坝10井第二层导管施工中采用泡沫钻井技术成功钻至702米，解决了元坝区块陆相髙陡构造大井眼的提速问题，也是中原油田泡沫钻井技术首次在26寸井眼成功使用。 关键词：新工艺 提速 陆相髙陡构造 泡沫钻井 大井眼张庆华：1989年毕业于中原石油学校，现在中原西南钻井公司技术发展部，钻井工程师。一 元坝10井概述元坝10井地理位于四川省苍溪县，构造属川东北巴中低缓构造带北斜坡元坝区块，是南方分公司部署的一口预探井。设计井深7150米。目的层：以上二叠统长兴组、下三叠统飞仙关组为主要目的层，兼探自流井组大安寨段、须家河组及雷口坡组。 第一层导管 Φ914mm钻头钻至井深30.39米，下入Φ720mm套管29.2米。 二 设备的安装及试压 1设备、仪器、仪表安装时，必须作到平、整、稳、全、牢、灵、通,不漏油、气、水、电2 井口校正 井口偏斜可能造成①旋转控制头内胶芯造成偏磨，严重时可能密封失效，气体泡沫窜上钻台，导致钻井失败；②不压井起下钻装置校正困难，上下卡瓦难以卡紧等不利用气体钻井的因素。2 安装排砂管线要求平直，要尽量少用弯头，排砂管线通径应大于200mm, 排砂管线弯头两侧和出口处应用?20㎜地角螺栓和水泥与砂石加以固定，长度大于10米的悬空段中间加支撑架。3 在排砂管线安全和操作方便的地方安装砂样取样器。4 为了旋转总成拆装操作安全，在旋转防喷器壳体法兰高度处周围安装操作平台。5 设备和管线安装好后, 高压供气管线必须试压15MPa合格后才能投入使用6旋转防喷器、井口闸板防喷器、节流压井管汇按规定试压合格。 元坝10井空气泡沫钻井 井口装置示意图元坝10井泡沫钻井工艺技术总体流程泡沫钻井工艺技术是以泡沫为工作对象,用空压机对空气先进行初级加压,然后经过增压机再增压后的气体再与泡沫基液混合后入井,最后完成携带岩屑和消除粉尘的任务 。泡沫钻井施工作业工艺流程图如下：空气→空压机→增压机→雾化泵(基液与气体混合)→立管→钻具→钻头→环空→井口→排砂管→岩屑池→破泡后基液→上水池 元坝10井泡沫钻井工艺流程图 元坝10井空气泡沫钻井施工方案1、基液准备空气泡沫钻井是指钻井时将大量的气体（如空气和氮气）分散在少量含起泡剂（表面活性剂）的液体中作为循环介质的工艺，液体是外相（连续相），气体是内相（非连续相），其产生粘度的机理是气泡间的相互作用。 泡沫钻井时，泡沫基液性能的好坏直接影响到泡沫钻井的成败，井下流体和所钻岩性的化学性质发生变化时，其相应的泡沫基液性能要求也就不一样，一般泡沫流体要求其热稳定性能好、抗盐性强、低腐蚀性、稳定的流变特性。根据川东北所钻井的井下特性，结合现场应用，形成了一套适合该区域地层的泡沫基液配