气体钻井技术2.ppt

4、吐哈红台2-15井——氮气钻井获新认识 首次在该构造获得日产50m3的高产工业油流，获原始日产天然气6～8万方（与该地区同类井相比，油井初期产量增加至6倍以上）。氮气钻井技术的成功应用， 通过该井加深了对该构造 含油气状况的认识，取得 重大突破，为有效开发红 台—疙瘩台等特低渗透油 气藏探索出一条新路。 发现油气层点火口情况 三、应用效果及典型井例 勘探井及时发现和保护油气层，提高成功率。 开发井做好储层保护，提高单井产能，多出油气。 工程上提高钻速，降低钻井成本，非储层段（尤其上部大井段）打快。 对付漏，塌等井下事故，提高效益。 三、应用效果及典型井例 井壁稳定性评价技术 利用泥浆钻井条件下的测井资料，通过去水化反演技术获得气体钻井条件下井周岩石力学参数及应力状态，进而评价气体钻井井壁稳定性。 ① 未受泥浆污染井周岩石力学参数及应力状态Ф0，σ0 未受污染时的测井曲线值。 实际测井曲线值 实际测井时井周岩石力学参数及应力状态 泥浆滤液侵入随时间变化；泥浆滤液侵入后影响应力状态及强度性质。 泥浆侵入随时间变化，测井响应值受泥浆侵入的影响。 ② ① ② 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 ②气体钻井井壁稳定性分析 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 沿最小主应力的轻微剥落。 基本结论：该井虽然会发生沿最小主应力方向的轻微剥落，但局限在一定范围内，破坏区很小。因此该井上部地层实施气体钻井时，井壁稳定性不存在大的问题。 ②气体钻井井壁稳定性分析 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 七北101实钻井径曲线 ②气体钻井井壁稳定性分析 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 2 气体钻井工程设计技术 以多相流理论研究为基础，形成了包括井身结构、气体钻井方式及参数、地面装备配置、钻井安全、环境保护等内容的优化设计技术，并开发了气体钻井工程设计及分析软件。 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 最优注气排量与井身结构、钻具结构、井内温度、岩屑尺寸、井底流压、井口套压、岩屑密度、机械钻速等有关。另外气体类型、压缩性等自身性质也对最优排量有一定的影响。 最优注气排量 较低的井底压力 合适的岩屑浓度 气体注入排量 关键——气体钻井注气量设计 2 气体钻井工程设计技术 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 质量守恒： 动量守恒： 能量守恒： 状态方程： 钻杆内 气体钻井井筒流动数学模型 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 质量守恒： 动量守恒： 能量守恒： 状态方程： 环空 气相 固相 气相 固相 气体钻井井筒流动数学模型 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 以四川X井实钻的井身结构、钻具组合、311.2mm井段空气钻井为例进行计算，井深2056m、井口压力为0.1MPa、地表温度25℃、岩屑颗粒直径2.54mm。 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 311.2mm井段空气钻井注气量： 井底压力随注气量变化曲线 311.2mm井眼段空气钻井空气注入量130~150m3/min。 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 311.2mm井段空气钻井注气量： 关键点岩屑浓度随注气量变化曲线 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 152.4mm井眼扩径与注气量关系 2 气体钻井工程设计技术 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 3 井下燃爆监测和控制技术 对燃爆规律进行理论研究的基础上，利用综合录井和在线监测系统检测返出流体的烃含量、CO2、H2S含量，确定钻井方式的转换及时机，保证气体钻井安全。 气体过滤及压力、温度、组分浓度在线监测装置 在线监测系统图像及数据界面 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 4 空气锤钻井技术 空气锤钻进是一种低钻压、低转速、高冲击破岩的气体钻井技术，在防斜打快方面具有显著效果。 空气锤破岩机理主要是冲击破碎，其工作效率与工作冲击功和冲击频率密切相关：工作冲击功越大、冲击频率越高，则空气锤的工作效率越高。 二、气体钻井技术及装备 ——配套技术 转速：根据所钻进的地层不同，选择下列转速范围： 软岩层：30~50r/min 中硬岩层：20~40r/min 硬岩层10~30r/min 钻压：为了克服空气锤在促使活塞下行时在气缸内所产生向上推举力，以保证冲击功有效地传递给钻头。其主要取决于所用空气锤在气缸内所产生的压力大小。过大会引起钻头的过早磨损；