哈山101井空气钻使用情况分析

哈山101井空气钻使用情况分析

刘峰

中石化胜利石油工程有限公司塔里木分公司新疆省库尔勒市841000

摘要：本文主要是通过对哈山101井空气钻使用情况与水基钻井液钻进情况进行对比分析，从而得出空气钻对提速增效具有良好的效果。另外，也通过本井空气钻使用过程中出现的问题，总结了空气钻的局限性，和在不同局限条件下的处理方法。

关键词：哈山101井;二叠系火成岩;机械钻速；钻头寿命

1、本井施工难点

1.1哈山101井是一口三开制直井，地处构造准噶尔盆地西部隆起哈山山前构造带，二开和三开分别钻遇石炭系和二叠系的火成岩地层。该区块火成岩岩石类型多、岩性复杂，岩性主要有安山岩、玄武岩、凝灰岩、安山角砾岩及流纹岩等。在常规钻井液体系和常规钻具钻进时可钻性差，机械钻速低。另外由于火成岩硬度高，限制了常规PDC等提速工具的使用，即便使用高效牙轮钻头，也会存在使用时间短，进尺不理想的情况。

1.2火成岩地层井壁不稳定，容易出现掉块现象，另外由于该地层岩性井眼扩大率小，导致起下钻期间，钻头及钻具碰撞井壁几率增大，增加了掉块现象的严重程度。

1.2火成岩储层主要以裂缝性、溶洞性储层为主，由于本井是一口评价井，井下裂缝发育情况预见性差，导致了井漏风险较大，制约了钻井液密度的范围，从而也同时制约了通过提高钻井液密度来抑制地层掉块的方法。

2、空气钻的原理

2.1空气钻定义【1】

空气钻是以压缩气体或含有压缩气体的混合物作为循环介质的一种钻井技术。

2.2降低井底压降【2】

降低井底压差就是使钻进过程中环空压力小于地层空隙流体压力。这样就消除了压差作用所增加的岩石强度和塑性，以及对岩石的“压持效应”，从而提高破岩工具吃入和剪切切削岩石的效率，达到提高机械钻速的目的。

3、哈山101井气体钻进的使用情况及分析

3.1前期施工

3.1.1二开：钻具结构：

Φ311.2mm牙轮+730×630+单流阀+Φ228.6mm钻铤×2根+731×630+Φ203.2mm钻铤×6根+630×410+Φ177.8mm钻铤×9根+Φ127mm加重钻杆×10柱

首先，关闭封井器，并且打开四通至回液管线通路；

其次，进行立管注气，气体至钻头时，立管压力开始下降，当返出物几乎为气体时候，停止注气，泄钻杆余气；

最后，烘干井壁至排砂口无滴水，开始进行钻进作业。

3.2二开空气钻不同钻具组合对比及分析

通过二开详细介绍，进行空气与雾化，牙轮与空气锤使用情况的对比，并作出简单的分析：

3.2.2牙轮+空气

钻具结构：

Φ311.2mm牙轮+730×630+单流阀+Φ228.6mm钻铤×2根+731×630+Φ203.2mm钻铤×6根+630×410+Φ177.8mm钻铤×9根+Φ127mm加重钻杆×10

钻进井段258～266.0m，进尺8.0m，纯钻时间5.07h，平均机械钻速1.68m/h。

3.2.3空气锤+空气

钻具组合：

Φ313mm空气锤+NC610×730+单流阀+Φ228.6mm钻铤×2根+731×630+Φ203.2mm钻铤×6根+630×410+Φ177.8mm钻铤×9根+Φ127mm加重钻杆×15根+Φ127mm钻杆

使用空气+空气锤使用空气锤4只，钻进井段266m～2046m进尺为1780m，钻时313.94m，平均每趟钻进尺机械钻速为5.67m/h

3.2.4牙轮+雾化

钻具结构：

Φ311.2牙轮钻头+730×630+731×NC610+单流阀+Φ228.6mm钻铤×2根+731×630+Φ203.2mm钻铤×6根+631×410+Φ177.8mm钻铤×9根+Φ127mm加重钻杆×15根+Φ127mm钻杆+单流阀

钻进井段2046～2068.0m，进尺22.0m，纯钻时间10.09h，平均机械钻速2.18m/h。

3.2.5雾化+空气锤

Φ311空气锤+730×630+731×NC610+单流阀+Φ228.6mm钻铤×2根+731×630+Φ203.2mm钻铤×6根+631×410+Φ177.8mm钻铤×9根+Φ127mm加重钻杆×15根+Φ127mm钻杆

钻进井段2068m～2496m，进尺428m，纯钻时间113.51h，平均机械钻速3.77m/h

二开258.00～2496.47，进尺2238.47m，平均机械钻速：5.24m/h，使用空气锤6只，牙轮钻头2只，空气锤进尺为2207.16m，机械钻速为5.36m/h。

对比表格如下：

从以上对比上可以看出，空气钻不论从钻进进尺，还是钻进机械钻速，都远远高于水基钻井液的钻进情况。

参考文献：

【1】赵洪山，马光通等.准格尔盆地火成岩钻井提速难点与技术对策【J】.石油械.2013,41(3):21-26

【2】魏武，许期聪，邓虎等.气体钻井技术在七北101井的应用与研究【J】.天然气工业，2005,2（9）：48-50

【3】部分理论通过百度文库、豆丁网等无期刊论论文进行参考