空气泡沫钻井技术在也门32区块的应用

【摘要】 本文阐述了空气泡沫钻井技术在也门32区块Tasour油区的应用,介绍了空气泡沫钻井工艺、设备等整套施工流程。提出了此项技术在解决低压裂缝性地层严重漏失难题中的优势,为类似地层的工艺选择及施工提出了参考性解决方案。

【关键词】 也门32区块空气泡沫钻井流程工艺设备

泡沫钻井工艺简介

1.1 也门32区块表层地质特点

也门32区块地层复杂,表层为页岩和石灰岩、泥岩和粘土岩混合在一起,并且裂缝大,可钻性极差,且易造成漏失,井壁垮塌,属裂缝性高漏失地层。

1.2 表层钻井工艺沿革

在32区块Tasour油区的前期勘探开发中,采用常规钻井方式但施工中蹩跳严重,易掉牙轮,进尺慢,地层漏失严重,易造成垮塌卡钻等现象。

采用空气泡沫技术后,解决了严重漏失的难题,提高了机械钻速,缩短了钻井周期,降低了钻井成本。充分展现了空气泡沫钻井技术的优势。

1.3 空气泡沫钻井前的准备

1.3.1 相关设备的准备

利用现有的主体设备,另外配备三台700KW空气压缩机,一台1000KW空气增压器,以及一台配泡沫的小功率泵,其空气泵高压输出管线,通过换油壬与泵房高压闸门组连接,可实现空气泡沫的循环,返出的空气泡沫以及携带出的砂子,直接进入排污坑。需安装旋转头,来保证井口喇叭口处旋转密封。旋转头的大小,由使用的导管尺寸而定。

出口管线的安装,最好的办法是在旋转头之下,通过一个两头带橡胶密封圈的伸缩短节,一头连接喇叭口的出口管线,另一头连接架空槽,让泡沫直接进排污坑而不进循环罐。

1.3.2 空气泡沫的准备

在一个专用罐内加入适量的水,然后加入发泡剂、稳泡剂、辅助添加剂等,用配泡沫的小泵反复循环均匀即可。

2 空气钻井设备

2.1 空气压缩机

空气压缩机是提供空气钻井所需空气的主要设备,空压机组平常至少要开3台,以保证足够的压缩空气量。

2.2 增压机

现场施工中使用的增压机,最高增压可以达到15.0MPa,主要用于空气钻进实施前的举水作业任务。

2.3 空气输送管线及阀门

用高压管线把压缩空气输送到钻机钻柱内,在管串中装有单流阀、安全阀和球阀,以保护压缩机和方便泄压。在空气输入的主管线上还安装有旁通管线,用于泄压。

2.4 旋转控制头

为了确保钻井的安全、顺利,井口除装有常规防喷器组外,还必须安装旋转控制头,来控制井口返出流体的压力。

2.5 钻具止回阀

钻具组合中安装2个钻具止回阀,分别接在钻头上和井口附近的钻具上。

2.6 排砂管线并D-TANK

井内返出的流体(空气、钻屑)须通过排砂管线进入地面回收池,现场使用的排砂管线为244.5mm套管。

3 空气钻井的工艺流程

3.1 空气入井顺序

空压机组冷却设备气体流量计(增压机)立管钻具井底;

返出顺序:井底环空排砂管砂样取样器岩屑池(空气、钻屑)。

3.2 钻具组合

下钻时要在钻头上安装一只箭形止回阀,同时在井口附近的钻具上安装一只旋塞阀,以避免接单根时钻柱内大量空气喷到钻台上。

3.3 气举排液

钻井前需要使用增压机把钻井液举升到地面来。

3.4 试钻

钻进前要以立力2MPa,扭矩30KN·m参数做为基准进行试钻,摸索各种参数的合理匹配。

3.5 空气钻进

钻进时要送钻均匀,注意立压力及井下情况,若立压突然升高、扭矩变化、憋跳严重、上提遇卡等异常现象时,应立即停钻,活动钻具,循环观察,及时处理。

3.6 接单根

步骤:钻完单根划眼一次循环带砂8～10min上提钻具至方钻杆下接头出转盘面开卸压闸门卸压立压降为0后卸开方钻杆接单根关闭卸压闸门立压恢复正常时开始下放钻具正常钻进。

3.7 起钻

空气不能悬浮岩屑,起钻或接立柱前要进行循环,将井下钻屑带到地面。将钻具提离井底两根以上,静止观察无异常,下到底空气循环一周以上,没有水浸。起钻中途遇阻时采取倒划眼方法解除。

4 结论

通过空气泡沫钻井技术在也门32区块的应用,总结优点如下:

(1)空气密度低,明显降低对井底的压力,有利于提高钻速。Tasuor油区的开发井中的应用Tasour-21、22、24,等,上部地段均采用空气泡沫钻井技术,可加快钻进进度,提高机械钻速。

(2)空气对不稳地层和复杂岩矿层、漏失层钻进都有明显效果,对低压含水层有保护作用。

(3)空气在井内循环流速快,能迅速将井底岩屑(样)输至地表,有利于及时判明井底情况。

(4)空气在井内的循环方式可以根据需要采用正循环或反循环。

(5)气液混合介质容易制备,在干旱缺水、高寒冰冻、供水困难等地区钻探施工,减少用水成本。

(6)压缩空气除在井内循环作用外,还可作为动力源实现冲击回转(空气潜孔锤)钻进,大幅度提高基岩井钻井速度,并能克服水井常遇的卵砾层钻进困难。

(7)空气泡沫钻井技术属欠平衡钻井技术,利于发现保护油气层。

作者简介:王震,男,1973年出生,现任中国石化中原石油工程有限公司钻井二公司也门项目902队平台经理。具有多年的海外钻井施工经

验和丰富的岗位经历,自2005年开始担任带班队长,自2010年开始担任平台经理,曾先后与道达尔、DOVE、DNO、OMV等多

个甲方合作,熟悉海外钻修井施工流程及境外公司合作事项。在合作中深受各个甲方好评,多次获得甲方表彰。