纯空气钻井工艺技术流程

  以空气为工作介质,用空压机对空气先进行初级压缩至112MPa后,再降温、除水,然后再用增压机将空气继续增压至钻井需要的工作压力,并将增压后的空气从立管三通压入钻具,利用压缩空气完成冷却钻头、携带岩屑的任务,在排砂管线上利用岩屑取样器取得砂样,利用除尘器消除钻屑粉尘,纯空气钻井工艺技术流程见图1。

 

  注意事项和安全技术措施(1)根据所钻井眼尺寸,准备好足够数量的空气压缩机、增压机,以确保能提供满足空气钻井要求的足够空气量,同时准备好雾化泵、化学药剂注入泵,在井下出水时,空气钻井不能满足要求的情况下,及时转化成雾化或泡沫钻井[2]。

 

  图1 纯空气钻井工艺技术流程(2)施工前,对所有地面设备、井口设备及地面管汇进行试压。试压必须按设备的最高工作压力进行,试压合格后才能开钻。

 

  (3)施工前,应对现场相关人员进行技术措施、施工步骤、安全注意事项等内容的培训。同时,现场操作人员要接受井控、消防、HSE培训,并持证上岗。

 

  (4)入井钻具必须安装2只以上钻具止回阀,一只接在钻头上,另一只接在井口附近的钻柱上。在有条件的井队,还应在钻铤与钻杆之间装一只井下防火阀。同时,在空气钻井时,每钻进50~100 m应在钻具上加接一只钻具止回阀。

 

  (5)空气钻进期间,应注意立管压力及井下情况,发现立压突然升高、扭矩变化、憋跳严重、上提钻具遇卡等井下异常现象时,应立即停钻,活动钻具,循环观察并及时处理。

 

  (6)空气钻进过程中,若发现地层出水,应立即停钻,加大空气排量循环观察。若出水量较小,则降低机械钻速钻进观察,确认空气钻进安全后,摸索出合理的钻进参数继续钻进。若出水量较大,空气钻进难以确保正常钻进和井下安全时,应立即转化为其他(雾化、泡沫或充气)气体型流体钻进。

 

  (7)接单根或起钻前必须充分循环洗井,确认排岩管线返出的钻屑量明显降低后,方可停止向井下注气。

 

  (8)卸单根前,应按正确的顺序开关阀门,放掉钻具和立管内的全部压缩空气,方能拆卸方钻杆,以确保人身安全和设备安全。

 

  (9)在供气设备及高压管汇区域严禁非操作人员出入,防止意外引起的人身伤害。

 

  (10)空气钻井过程中,应加强烃类物质的监测,同时井场及气体出口周围50 m内严禁烟火。

 

  (11)在气液分离器、循环罐、钻台上下等关键部位,按欠平衡钻井相关规程要求另外增加干粉、泡沫灭火机各数台。

 

  (12)空气钻井期间执行24 h干部值班制度,出现情况及时处理。

 

  (13)现场工程技术人员应密切联系、相互配合,对可能出现的异常情况要有充分的准备和处理措施。

 

  (14)必须制订空气钻井紧急情况下的处理及救援预案,预案应指明安全区、危险区、人员紧急撤离路线等。

 

  目前空气钻井主要应用于中低压地层,由于我国大部分油田都处于开发后期,地层压力大都存在不同程度地下降,这就为空气钻井提供了用武之地。近年来随着大量低渗透油气藏投入开发,如何保护此类油气藏成为人们关注的焦点。

 

  空气钻井由于具有欠平衡钻井的性质,所以对于保护低渗透油气藏来说具有比传统钻井方式明显的优势。同时空气钻井还具有大幅度节约钻头、降低钻井成本、环境污染小等其他特点。充分认识空气钻井的优缺点,合理选择应用,利用空气钻井具有如此多的技术和经济上的优势,它必将在我国有着越来越广泛的应用前景。