空气钻后气液转换新技术的探析

空气钻后气液转换新技术的探析

闫甫

中原石油工程有限公司钻井二公司 河南省濮阳市 457001

摘要： 随着我国钻井技术的广泛应用，这在一定程度上极大的提高了钻井的速度，也节约了钻井的成本。但是，有一部分地区因为地理地质条件的原因和井身结构等原因，在在二开中就必须要完成常规的钻井液钻进，才能保证空气钻的提速是有效果的。对于空气钻井的有效利用来说，离不开对新技术的探讨，本文将重点的阐述空气钻井在实际应用过程中出现的问题，进一步提出空气钻后气液转换的新技术，这样才能有效的发挥出空气钻井在实际应用中的最大价值。

关键词 空气钻；后气液；转换；新技术；探析

前言

为了有效的提升机械工具的钻速，我国已经开始广泛的应用气体钻井的技术进行钻井工作，在我国的川东北地区，上地层结构相对来说比较稳定，满足了实施空气钻或者是泡沫钻井的条件。现阶段，空气钻井在我国得到了比较广泛的应用，在川东地区的空气井就超过了40口，空气钻井有着很多的优势，其中，最重显著的优势是提速效果非常好。但是，在空气钻井的具体应用过程中，还是存在着不少问题，比如说，一旦井壁出现了比较严重的失稳现象，就需要将空气钻井替换为原来的模式，长时间下去就会出现井塌卡钻的复杂情况，这样会严重的影响到空气钻井提速的效果，对之后的施工带来比较大的风险。

一、空气钻后气液转换现状

现阶段，在气液转换时可以有效的使用钻井液体系主要包括了聚合物防漏防塌钻井液、水包油聚合物防塌钻井液、聚合物钻井液，转换工艺一般为分段替人的方式。但是，需要注意的是毛管的自吸速度是很快的，这样可以达到滤液扩散的速度，这样的方式是不能阻止替入液中液体进入井壁微裂缝，这样井壁会出现比较高的失稳风险，对气液转换情况做了相关的统计之后，需要结合数据的情况，除少数井转换后能在3 d内划眼到底外，很容易出现气液转换之后井壁失稳的情况，通井划眼时阻卡是比较严重的，还存在着比较高的卡钻风险，还有一部分空气钻井存在着卡钻的情况。所以，对气液转换工作进行工艺的改进是非常重要的工作。

二、气液转换井壁失稳机理分析及井壁稳定措施

在气液转换的这一过程中，一般会出现井壁失稳的现象，造成这一失稳现象的原因是比较复杂的，主要可以归纳为坍塌压力平衡、物理化学因素以及工程因素等这三个方面。经过分析我们可以发现，其中，井中的岩石表面出现的干燥裂纹是造成失稳的一个非常重要的原因。在将钻井液换成了水基钻井液之后，微裂细缝中的水基钻井液在水化作用的影响下，会产生非常大的膨胀压力，再加上毛细管的自吸效应，就会出现空气钻井中井壁失稳的现象^[1]。

现阶段，随着科学技术的进步，新的技术被应用在了空气钻井中，最具价值的一个预防失稳的工具是一种油类前置液，这种液体在涂抹上岩石壁之后，可以有效的增加岩石壁的湿润性，

避免出现井壁失稳的情况，能够保证气液在实际的转换过程中保证比较高的质量，具体的工艺以及相关对策见表1.

表一：气液转换井壁失稳机理以及稳定措施

三、气液转换新技术

（一）地层不出水时的气液转换工艺

由于黏土中的矿物质会产生水化作用，这样就会引起井壁失稳，在一些干燥的地域，这种情况会更加的明显。针对这样的情况就需要对岩壁进行湿润，具体的转换工艺步骤如下^[2]：

1. 在钻至转换井深之后，需要将钻具离开地面2分钟左右开始进行循环工作，直至排砂线管线中出现了比较多的岩屑，之后再起钻至上层的套管之中。

（2)开泵，以8～15 L／s的排量泵人15～30 m³油基润湿反转前置液，将油基气液转换剂沿着井壁均匀的喷下，并做好润湿反转的工作，在泵完之后，将装盘静置大约半个小时左右。

(3)以12—15 L／s的小排量泵人600—800 m井眼容积的高黏切防漏堵漏浆。

（4）将带有钻具的组合，进行通井划眼，之后大排量循环大约一周左右的时间，再进行井眼的清洁工作。

（5）在实际的操作过程中，如果有比较多的沉砂，就需要结合空气钻井中的实际情况，注入大约30～50 m

³的高黏密度的钻井液，做好井眼的清洁工作，在完成了这些工作之后，才能进行下一步的操作^[7]。

（二）地层出水(或泡沫钻提前终止)时的气液转换

空气钻在具体的使用过程中，如果遇到了对水分或者是泡沫有着敏感的地层时，井壁的表面如果被水润湿，在做润湿反转也没有什么意义了。井壁稳定的重点是需要尽早的转换位常规的钻井液进行钻井的工作，在这样合理的控制工作下才能有效的转换钻井液的矿化度，进行进一步的封堵和抑制。具体的转换工艺以及步骤如下^[3]：

（1)在遇到地层严重出水的情况，或者是严重的井塌现象时，就需要采用大气量的循环，需要尽量的将钻具移动出复杂的井段面。以20—35 L／s排量泵入500～800 m井眼容积的高黏切防漏堵漏浆，之后起钻600—1 000 m^[4]。

（2）使用原来的带有钻头的钻具下钻通井划眼，在划眼这一环节，需要结合实际情况选择高黏切高密度钻井液，使用大排量的功率进行循环，在这些工作都完成了之后，再对空气钻井的井眼进行清洁^[5]。

（3）在实际的操作过程中，如果有比较多的沉砂，就需要结合空气钻井中的实际情况，注入大约30～50 m3的高黏密度的钻井液，做好井眼的清洁工作，在完成了这些工作之后，才能进行下一步的操作。

（三）结论和认识

(1)空气钻后的直接分段部分对空气钻井会造成非常严重的影响，其中井壁失稳就是其中非常重要的问题，还包括了通井划眼时间过长，阻卡比较严重、较高的卡钻等风险，这样会影响到空气钻井的提速效果。

(2）对于还没有出水的地层，在替换了水基钻井液钻井之前，需要先使用“旋转喷淋”，这样的方式具有润湿反转的作用，可以有效的封堵住细微裂缝的纯油前置液，这样可以有效的改善井壁周围的湿润性，可以有效提高井壁的稳定程度。

(3)采用上层的套管鞋附近旋转喷淋油基润湿反转剂后吊灌钻井液直至灌满的工艺能有效防止埋钻事故。

(4)合理的使用重稠浆举砂的方式能有效携带出井底较大掉块。有效提升空气钻井的工作效率。

四、结束语：

综上所述，最近这些年来，钻探新技术在我国的许多领域都带来了很好的经济效益以及社会效益。在这些技术的推广过程中，我国的钻探技术改变了不少存在的问题，技术水平以及方法都得到了比较有效的提升，解决了技术上的难题，这样可以加速我国固体矿产等资源的合理开发，促进我国经济的平稳发展，为我国钻井行业的有效发展做出一定的贡献。

参考文献

[1]朱红钧, 林元华, 杜仁德. 空气钻水平井注入参数优化分析[J]. 天然气工业, 2009, 29(011):56-58.

[2]孙鹏程, 兰秀元, 崔顺利. 气液转换技术在毛坝8井的应用[J]. 西部探矿工程, 2009, 21(012):47-49.