气基流体应用技术

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1、气基流体应用技术摘要:近年来，国内利用气基流体的气体钻井技术逐步在各油田推广应用。气体钻井技术提高了机械钻速，解决了复杂地质条件下使用常规钻井方式无法解决的井漏等重大钻井难题，并成为发现低压低产储层、保护油气层、提高油气产量的重要手段。它是随着低密度流体钻井技术的发展应运而生的，是欠平衡钻井技术的提高和完善。本文主要结合川渝地区的大量实例对不同气基流体（空气、氮气、天然气、柴油机尾气、雾化液等）在气体钻井过程中的应用技术进行介绍和分析说明，侧重介绍不同气基流体钻井条件下钻井循环介质的配套工艺技术。关键词:气基

2、流体气体型流体气体钻井转换众所周知，常规钻井技术中采用的钻井流体主要分为水基钻井液和油基钻井液。而气体钻井技术中的循环流体就采用了截然不同的气基流体。气体钻井技术是一种利用气体型流体作为钻井循环流体，合理配套组合空压机、增压机、雾化泵、尾气处理设备、膜制氮设备、旋转防喷器等系列专用设备进行钻进的非常规钻井方式，其采用的气基流体是纯空气、天然气、氮气、柴油机尾气、混合气体、雾化液等和气体型流体充气或泡沫等。1钻井流体分类1.1钻井流体分类：以油、气、水作为不同连续相，对钻井流体进行分类，我们认为可以将钻井流体主

3、要分为水基钻井液、油基钻井液、气基流体三类循环流体。气体型流体包括气基流体（纯气体）、充气、泡沫。（钻井流体分类见图1）气体型流体循环流体液体液气混合物气基流体水+处油+处理剂理剂空氮天柴混充泡气气然油合雾气沫气机气水油钻流尾体基基井体气钻钻流井井体液液图1钻井循环流体分类1.2气体型流体和气基流体的分类（1）气基流体：气体钻井中以气体或雾液作为钻井循环流体介质，以气体为连续相的流体属于气基流体。如空气、氮气、天然气、尾气、混合气体等，或以气体为连续相，以液体为分散相的循环流体，如雾化液也属于气基流体。（2）

4、气体型流体：笔者认为如上所述的气基流体和充气、泡沫均属于气体型流体。但充气或泡沫是指气泡分散在液体中，以气体为分散相、液体为连续相的分散体系，也可以属于水基钻井液。2国内外气体型流体的应用情况2.1国外气体型流体的应用情况国外在20世纪30年代开始运用气基流体进行钻井作业及理论研究，20世纪50年代开始研究气体型流体泡沫钻井工艺技术，起初仅用气基流体空气作为循环流体，后来为防止井下燃爆，发展了气基流体氮气、天然气、混合气体的钻井技术，但直到80年代以旋转防喷器、旋转控制头等为代表的气体型流体钻井专用装备发展和

5、成熟后，气体钻井技术才得到广泛应用。到目前，美国、加拿大等国气体型流体钻井应用技术已较成熟，几乎每年有30%以上的井使用气体型流体作为循环流体进行钻井和完井，主要用于提高机械钻速、防止恶性井漏发生、发现和保护油气层，提高单井产能等。2.2国内气体型流体的应用情况国内自20世纪60年代中期至70年代初期开始使用气基流体纯空气和天然气作为循环流体进行钻井作业，主要在川中、川西南等地区的西充构造、自贡自流井构造、蓬莱构造采用气基流体纯空气和天然气作为循环流体，共钻井33口，初步取得提高钻井速度、增加产量、克服井漏的

6、效果，为以后川渝地区气体型流体钻井技术的应用及发展打下良好基础。80年代初国内又开始研究气体型流体泡沫基础理论，新疆油田最早开展气体型流体充气钻井技术的研究与应用。在“七五”期间，新疆、华北、长庆等油田又陆续开展了一定规模的泡沫钻井技术的应用研究，取得了很好的经济效果。进入21世纪，四川、长庆、胜利等油田加速开发油气资源，加快了气体型流体钻井技术的发展。据川渝地区2006年前统计，利用气基流体纯空气、天然气、柴油机尾气和雾化液钻井已经钻成百余口井，目的是解决探井的上部地层漏失问题，其中纯空气钻井数十口，机械钻

7、速是常规水基钻井液钻井的5～10倍；柴油机尾气钻井共钻井10余口，目的是解决修井和生产井的地层漏失问题（其中某井地层压力系数0.24，用尾气钻井方法成功地解决了低压漏失问题）。为了防止井下燃爆，采用气基流体天然气钻井钻成2000m左右的生产井近十口，并配合不压井起下钻装置实现全井欠平衡钻井，使天然气产量增加5～6倍。应用气体型流体钻井明显地提高了机械钻速，减少了地层漏失造成的损失，而且在发现和保护油层上也有突出效果，解决了常规钻井技术无法解决的技术难题，因而我们有理由相信气体钻井技术的应用前景将会越来越广泛。

8、3气基流体循环系统由于气基流体种类不同，提供气源的方式不同，气基流体空气从大气中获取，气基流体氮气需要制氮设备制取，天然气可以从供气管道或邻井天然气井通过专用输气管道输送，柴油机尾气由井场的柴油机提供或由柴油机尾气发生装置提供。雾化液、充气、泡沫由雾化泵、泡沫发生器、充气系统等制备。对于不同流体的预处理系统如下：3.1空气供气处理系统：空气→空压机→增压机→高压空气3.2氮气供气处理系统：空气→制氮