天然氣井鉆井工藝技術(shù)探討

牛海龍

摘要：為了提升天然氣鉆井的安全性、可靠性，使井控技術(shù)效能從單純的防止井噴發(fā)展到提升鉆井效率、保護(hù)油氣層、防止環(huán)境污染等，應(yīng)從強(qiáng)化鉆井異常監(jiān)測(cè)手段、提升井控配套設(shè)備研發(fā)、完善壓力控制鉆井技術(shù)、提升突發(fā)事故處理水平等方面出發(fā)，使天然氣鉆井井控技術(shù)邁上新的臺(tái)階。

關(guān)鍵詞：天然氣井；鉆井工藝；技術(shù)

為了達(dá)到某區(qū)域天然氣井鉆井的技術(shù)要求，有必要研究適合該區(qū)塊的天然氣井的鉆井工藝技術(shù)措施，經(jīng)過(guò)精細(xì)的設(shè)計(jì)，優(yōu)選鉆具、優(yōu)化鉆井液體系、應(yīng)用合適的鉆頭進(jìn)行鉆探，鉆探出優(yōu)質(zhì)的水平井，達(dá)到某區(qū)塊水平井鉆探的效率。

1天然氣井鉆井工藝技術(shù)措施

1.1欠平衡鉆井工藝技術(shù)措施的應(yīng)用

在該區(qū)塊實(shí)施了欠平衡鉆井技術(shù)措施，利用氣體鉆井液，減少油層的污染。由于沒(méi)有液體進(jìn)入氣層，有效地保護(hù)了產(chǎn)氣層。氣體鉆井技術(shù)措施，可以提高鉆井速度，縮短天然氣井的鉆探周期，提高天然氣井鉆探的效率。應(yīng)用的欠平衡鉆井的鉆井液優(yōu)選氮?dú)饣蛘咛烊粴猓粩嗵岣咴搮^(qū)塊的鉆井效率，降低鉆井施工成本，使天然氣井的鉆探達(dá)到最佳的狀態(tài)。

1.2天然氣井鉆井井口裝置的優(yōu)化

在某區(qū)域?qū)嵤┨烊粴饩@井施工過(guò)程中，為了有效地防止井噴事故的發(fā)生，優(yōu)化井口裝置，保證井口的密封條件，保證了天然氣井鉆探的安全。在實(shí)施欠平衡鉆井施工時(shí)，采用井控的井口裝置，保證鉆井施工的安全。將旋轉(zhuǎn)防噴器與萬(wàn)能防噴器和雙閘板防噴器進(jìn)行組合應(yīng)用，達(dá)到最佳的防噴效果。

1.3提高鉆速的技術(shù)措施

應(yīng)用氣體鉆井工藝技術(shù)措施，能夠大幅度提高機(jī)械鉆速。氣體鉆井施工過(guò)程中，由于地層孔隙的壓力會(huì)產(chǎn)生對(duì)井內(nèi)的推力，幫助井底巖石破碎，有助于鉆頭的順利鉆進(jìn)。因?yàn)榫矁?nèi)沒(méi)有液柱的存在，對(duì)井底不會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的壓力，在井底未破碎的巖石區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)低壓區(qū)，有利于鉆頭的作用，提高機(jī)械鉆速。在氣體鉆井施工時(shí)，有利于巖石的破碎，并能夠及時(shí)攜帶出井，避免井下的巖屑床的存在而污染井筒，給固井施工帶來(lái)危害。對(duì)于氣體鉆井工藝技術(shù)措施的應(yīng)用，優(yōu)選牙輪鉆頭，滿(mǎn)足氣體鉆井的需要。提高鉆頭的鉆進(jìn)速度，降低對(duì)鉆頭的磨損，借助于氣體鉆井方式的優(yōu)勢(shì)，減少對(duì)氣層的影響，提高天然氣井的開(kāi)采效率。

1.4天然氣水平井井眼軌跡控制技術(shù)措施

為了降低某區(qū)域天然氣水平井的鉆探施工難度，優(yōu)化設(shè)計(jì)井身剖面，確定入靶的精度，保證井眼軌跡符合設(shè)計(jì)要求。在直井段的鉆探施工中，采用塔式的鉆具組合，達(dá)到最佳的鉆探效果。造斜井段采用單彎的螺桿鉆具，達(dá)到井眼軌跡的斜度，滿(mǎn)足鉆井施工設(shè)計(jì)的要求。對(duì)于水平井段的鉆探施工，采取多種鉆井方式的實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選適合具體天然氣井的鉆井施工技術(shù)措施，使其達(dá)到最佳的鉆探效率。如導(dǎo)向鉆具的應(yīng)用，有效地控制了水平井段的井眼軌跡。也可以使用直螺桿和PDC鉆頭的組合形式，完成水平井段的鉆探施工。還能夠運(yùn)用鉆盤(pán)鉆進(jìn)的方式，保證水平井段的井斜角達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2天然氣井井控技術(shù)

2.1排除溢流壓井。溢流是井噴的前兆，發(fā)現(xiàn)溢流要及時(shí)做好壓井工作，重建井內(nèi)平衡能夠大大減少井噴失控的發(fā)生，在壓井過(guò)程中，要根據(jù)記錄的鉆井液數(shù)據(jù)及溢流情況，合理配制鉆井液密度，保持井底壓力略大于地層壓力，通過(guò)一個(gè)循環(huán)周來(lái)完成壓井作業(yè)。此外，發(fā)現(xiàn)溢流后可以關(guān)井，先使用原鉆井液排除溢流，在加重鉆井液壓井，這種方法需要2個(gè)循環(huán)周期。起鉆時(shí)抽汲作用或是空井時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致地層氣體進(jìn)入鉆井液，為了防止這種情況發(fā)生導(dǎo)致溢流，可以采取以下方法：①迅速關(guān)井，將井筒內(nèi)氣體排出；②控制住井口壓力，保持井筒內(nèi)壓力平衡，釋放出壓井液，使井筒內(nèi)氣體上升至井口排出；③控制好套壓，使用節(jié)流閥釋放部分壓井液，之后關(guān)井，待氣體上升，然后重復(fù)釋放壓井液關(guān)井作業(yè)，直至井筒內(nèi)氣體排出。

2.2加強(qiáng)鉆井工藝控制。對(duì)于有淺層氣的鉆井，使用防噴器關(guān)井易導(dǎo)致井口塌陷，可以安裝分流設(shè)備，當(dāng)鉆開(kāi)淺層氣后，可以采用大排量鉆井液配合小井眼鉆井的方法繼續(xù)鉆進(jìn)，要密切關(guān)注井口鉆井液流量變化及池體積變化情況，當(dāng)出現(xiàn)溢流情況時(shí)，不能簡(jiǎn)單關(guān)井，要采取分流放噴的方法，先小幅上提鉆具，然后停泵檢測(cè)溢流情況，再打開(kāi)分流器向下風(fēng)口分流，最后將泵排量開(kāi)至最大，向井筒內(nèi)泵入配制好的鉆井液，通過(guò)循環(huán)鉆井液來(lái)控制井筒內(nèi)壓力。

2.3井噴失控、著火的處理。天然氣井發(fā)生井噴時(shí)，必須迅速采取最佳處理方法，將損失控制到最小。發(fā)生井噴的瞬間，井控最核心的工作就是保護(hù)井口、保證井場(chǎng)人員安全和防止著火等，采取應(yīng)急措施包括：①首先要迅速采取措施保護(hù)井口，向井口內(nèi)持續(xù)注水，同時(shí)對(duì)井口噴出的油氣進(jìn)行噴水，確保不會(huì)發(fā)生著火事故，保護(hù)井口；②保護(hù)井場(chǎng)人員安全。應(yīng)測(cè)量井口有毒有害氣體含量，在上風(fēng)口劃分安全區(qū)域，迅速組織井場(chǎng)人員撤離到安全區(qū)域，防止發(fā)生中毒事故；③防止著火，做好防爆工作。應(yīng)迅速斷電，關(guān)閉相應(yīng)的井場(chǎng)設(shè)備，設(shè)置警戒線，警戒線內(nèi)嚴(yán)禁一切動(dòng)火措施，將易燃易爆物品搬離危險(xiǎn)區(qū)域；④使用各種井控設(shè)備，迅速壓井，使井內(nèi)壓力重新達(dá)到平衡。當(dāng)井噴著火后噴式不減，越噴越大時(shí)，必須迅速滅火，然后換裝新井口，進(jìn)行壓井作業(yè)（4）采取預(yù)防措施。天然氣井一旦發(fā)生井噴失控，易造成爆炸著火，不僅危及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員人身安全，還會(huì)造成機(jī)毀人亡、油氣井報(bào)廢等危害，因此在開(kāi)鉆之前都要做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，具體可以從以下幾個(gè)方面入手：①做好鉆井設(shè)計(jì)，編制鉆井工程方案，對(duì)于區(qū)域內(nèi)淺層氣含量較高的地區(qū)，在滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的情況下盡量避開(kāi)淺層氣；②井口應(yīng)安裝分流裝置、鉆井參數(shù)監(jiān)測(cè)儀器、鉆井液液面檢測(cè)儀、報(bào)警裝置等；③下表層套管時(shí)，套管下入深度應(yīng)該能夠封住疏松地層，防止壓井時(shí)出現(xiàn)地層壓裂的情況；④鉆前應(yīng)準(zhǔn)備充足的重晶石粉等加重材料，開(kāi)泵時(shí)應(yīng)逐漸增大泵排量，防止排量過(guò)大憋漏疏松地層，固井前應(yīng)增大鉆井液密度，防止固井期間出現(xiàn)井噴事故；⑤起鉆前停泵時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，起鉆時(shí)要密切關(guān)注鉆井液上返情況，向井筒內(nèi)及時(shí)灌滿(mǎn)鉆井液，使鉆井液滿(mǎn)足起鉆要求。

結(jié)論

應(yīng)用氣體鉆井工藝技術(shù)措施，大大提高機(jī)械鉆速，縮短鉆井周期。促進(jìn)天然氣水平井的鉆探施工，采用先進(jìn)的鉆井工藝技術(shù)措施，鉆探出更多優(yōu)質(zhì)的天然氣水平井，提高天然氣田的產(chǎn)能，使某區(qū)域的天然氣生產(chǎn)達(dá)到最佳的狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬宗金?？偨Y(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)提高天然氣井鉆井井控能力[J].鉆采工藝，2015，27（4）：1-5.

[2]柳貢慧。壓力控制鉆井井底壓力控制方法[J].石油鉆采工藝，2009，31（2）：15-18.