试论气体钻井技术及其应用

摘 要：随着我国经济的迅速发展，对能源的需求量也越来越大，特别是天然气。但是我国的开发技术有限，天然气的生产满足不了市场的实际需求状况。立足国内天然气的实际供给情况，不断创新工艺，改善技术，促进天然气的高效开发，进而缓解我国的能源紧张问题。结合气体钻井技术的研究和应用，对钻井进行综合性的研究分析，介绍气体钻井技术考虑的问题，为钻井技术的改进提供参考资料。

关键词：气体钻井技术 考虑的问题 技术应用

气体钻井作为一种负压型的钻井方式，有利于提高天然气的开采量以及单井的产量。我国的钻井技术和国际相比还存在一定的差距，钻进技术并不能完全满足高温地层、低渗储层、致密岩性天然气的开采要求。气体钻进技术是新型的钻井技术，是钻井技术的革新。目前气体钻井技术在国内外的应用范围越来越广泛。和以往的钻井技术相比，气体钻井技术具备钻速高，钻井综合成本低、保护油气层、克服井漏以及延长钻头的使用寿命等优点。研究气体钻井遇到的问题，系统分析气体钻井技术的应用，在实现天然气开采质量提高的同时，促进经济的发展，缓解能源的紧张局势。

一、气体钻井技术考虑的问题

和传统的钻井技术相比，气体钻井技术在机械钻速、克服井漏、钻井使用周期的延长以及降低钻井综合成本上有着明显的优势，但是在实际的气体钻井技术施工过程中，气体钻井也存在需要高度关注的问题[1]。

1.井眼的干净问题和稳定问题

在气体钻进过程中，保持井眼的干净是特别需要重视的问题。利用加大气体的排放程度，保证井眼的干净，避免井壁坍塌等复杂危险的事故发生。同时在气体钻井技术施工前，保证地层的稳定性，避免不稳定的地层造成的技术损害。

2.井下着火和爆炸事故

气体钻井施工时，地层产生的易燃气体和空气相互反应，可能引起井下爆炸事故的发生，特别是空气钻井工艺最容易发生此类事故，但是利用氮气钻井技术则可以有效的避免爆炸事故的发生。

3.井斜的控制问题以及井控问题

气体钻井造成井斜的概率小，这主要是因为气体钻井没有“压持”效应以及井底处于“爆破”应力的作用下，从而导致所要求的钻井压力小于传统的钻井液钻井压。同时井控也是气体钻井施工中需要考虑的问题，井筒要有控制能力，才能保证井控的实现。

4.钻具存在的问题

空气钻井施工中，钻井工具直接和空气接触，在和空气中的氧和其他腐蚀性的化学剂的作用下，钻具出现严重的腐蚀和冲蚀等问题。同时由于地层气体对钻具的损害以及钻具本身的质量不达标等因素，造成钻具的断裂事故。

5.其他问题

在空气钻井施工过程中，因为环空气流上返的速度在20m/s到30m/s的范围内，因此要求对井下进入的流体进行早期的监控检测，加强地质录井监控。重视气体钻井液的转换，高度关注井眼的稳定能力以及井控问题。为减少钻井转化过程中的井眼安全问题的发生，在空气钻进施工中也要注重转化后的钻井液和井壁接触后出现的井壁坍塌事故。以及地层出水问题是改善气体钻井符合井段的最大问题，也是造成钻头以及钻具泥包和卡钻等井下事故的主要原因。

二、气体钻进技术的应用

随着我国钻井开采技术的发展，气体钻井技术全国范围内得到了一定程度的应用。

1.纯气体钻井技术的应用

纯气体钻井分为纯空气钻井以及纯惰性气体钻井[2]。其中纯空气钻井在非储层段的机械速度的提升上有着广泛的应用，同时用来对付非储层段井漏。而纯惰性气体钻井利用氮气、天然气、柴油机尾气等惰性气体，在避免储层损害的基础上，发现油气层，并进行评价，实现单井油气开采量的提高。纯惰性气体钻井主要在油气层段钻井中得到应用。

2.雾化钻井技术的应用

雾化钻井能有效的解决气体钻井过程中地层出水、地层出油后导致钻头以及钻具泥包和卡钻等井下事故。雾气钻井一般在井下发生爆炸的井段以及非油气层段中可能会得到应用。雾化钻井的注入气量比纯气体钻井的要大，而且在压力方面，雾化钻井明显大于纯气体钻井。雾化钻井是在地层出水小的情况下，以提高流体的携岩性能为目的，以及地层在不出水情况下，保证井壁的[3]。

3.泡沫钻井技术的应用

泡沫钻井在油气层段以及非油气层段有着重要的应用价值，其利用空气作为气基。泡沫钻井排放的气体低于纯气体钻井排放量的50%左右。因此泡沫钻井具备携岩性能强、气体排放量小、密度小、滤失量小以及对油层的损害程度小的优点，同时泡沫钻井可以有效的避免井下爆炸事故的发生，以及提高机械钻速的能力。但是泡沫钻井施工时，发泡材料价格贵，施工后的泡沫回收难度大，导致泡沫回收率不高，从而和其他的钻井技术相比成本更高。

4.充气钻井液钻井技术的应用

利用空气或者是氮气等惰性气体和钻井液一同注入井内这一工艺来实现液柱压力的降低就是充气钻进液技术。液柱井底的压力当量密度要在0.48g/cm3-1.00g/cm3之间，而环空返速度不能低于0.8m/s，也不能高于8.0m/s，这是最为合适的速度值。充气钻井液钻井利用钻井液作为连续相的钻井循环介质。同时也可以利用充气量来调节和控制密度[4]。

三、结语

我国的纯气体钻井技术，雾化钻井技术，泡沫钻井技术，充气钻井液钻井技术得到了一定程度的应用。但是雾化钻井技术以及泡沫钻井技术的应用只是局限在浅层段，因此要不断的研究完善在储层的应用。结合气体钻进施工考虑的问题，采取合理的钻井工艺技术，促进天然气高效率的开发，缓解我国的能源紧张问题，进而促进经济的发展。

参考文献

[1]魏武，许期聪，邓虎.气体钻井技术的应用与研究[J].天然气工业，2010（05）.

[2]孟英峰，刘绘新.注气欠平衡钻水平井的新技[J].石油勘探与开发，2011（01）.

[3]杨令瑞.四川天然气平衡钻井完井技术研究与应用[J].天然气工业，2012（03）.

[4]韩祥龙.探讨气体钻井和控压钻井技术应用效能的影响因素[J].科技致富向导，2012（02）.

作者简介：赵丽杨，女，1984年11月生，满族，辽宁盘锦人，助理工程师，毕业于辽宁工业大学工商管理专业，获得学士学位，现主要从事石油钻探工程教学与研究工作。