林正平

摘要：定向井在石油開采領域應用較廣，定向井空氣鉆井也逐漸得到業(yè)界的廣泛認可與應用?？諝忏@井技術(shù)的優(yōu)勢在國際鉆井領域日益顯現(xiàn)，定向井空氣鉆井和測量技術(shù)使鉆井施工安全性大大提高，鉆井機械鉆速和鉆井成功率有效提升，建井周期縮短，作業(yè)成本得到有效控制。在使用先進鉆井技術(shù)的同時，還要做好測量工作，才能保證鉆井工作的順利進行。

關(guān)鍵詞：定向井;空氣鉆井;測量技術(shù)

1空氣鉆井技術(shù)

空氣鉆井施工是將常規(guī)的液體鉆井液的循環(huán)，應用空氣代替，通過空氣的作用，達到鉆探施工的目標。利用空氣壓縮機的作用，將空氣的壓力升高，攜帶井底的巖屑，保證鉆井施工的順利進行，達到預期的鉆井進尺?？諝忏@井技術(shù)措施是目前為止鉆速最快的鉆井施工技術(shù)措施，屬于欠平衡鉆井的范疇。

1.1空氣動力馬達

定向井空氣動力馬達動力來源主要是壓縮的高壓空氣氣流，通過高壓氣流帶動鉆頭轉(zhuǎn)動，達到削切地層巖石的目的并將所產(chǎn)生的巖石粉末攜帶到地面。

1.2空氣泡沫鉆井

對于地層破碎、裂縫性及漏失容易發(fā)生的井段展開鉆井作業(yè)應當采用空氣泡沫鉆井流體技術(shù)，高壓空氣壓縮機將空氣壓縮為高壓氣流，再經(jīng)由鉆柱水孔鉆入井下馬達，達到驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動并帶動鉆頭削切巖石的目的，最終將削切產(chǎn)生的石屑攜出地面。通過將無固相顆粒的空氣泡沫流體混入空氣流便可達到馬達與鉆頭充分潤滑的目的，既不會污染油氣層，又會因密度低而避免地層壓漏防止井下事故發(fā)生，鉆井平衡有效避免傳統(tǒng)鉆井中泥漿污染環(huán)境的問題，發(fā)揮傳統(tǒng)液體泥漿鉆井所不具備的技術(shù)優(yōu)勢。

空氣中鉆具的操作敏感性比液體中更強，只需對鉆具施加很小的鉆壓便可展開鉆井作業(yè)，一旦遭遇低壓狀態(tài)鉆具便會自動關(guān)閉?？諝忏@井中的鉆頭通常選擇密封軸承鉆頭，為控制鉆頭對空壓機的壓力要求，鉆頭下井最好避免噴嘴安裝。為保證定向井空氣鉆井技術(shù)效果，空氣動力馬達應在低鉆壓和泵入空氣流條件下啟動，且鉆具不能離開井底，一旦鉆具脫離井底，則壓力釋放后膨脹的空氣將通過鉆頭從而導致馬達飛速轉(zhuǎn)動，定子必將因摩擦過熱而損壞，動力轉(zhuǎn)動系統(tǒng)也可能因鉆壓的瞬間升高而損壞。

2空氣鉆井技術(shù)難點及其技術(shù)措施

空氣鉆井過程中極易發(fā)生卡鉆事故，也會出現(xiàn)水侵的現(xiàn)象，給石油鉆探帶來安全隱患，影響到鉆井施工的順利進行。分析地層的出水程度，降低水侵對鉆井施工的影響，才能保證安全鉆探，達到設計的鉆井施工的效果。

2.1空氣鉆井的技術(shù)難點問題分析

當?shù)貙有×髁砍鏊螅貙铀c泥餅結(jié)合，在鉆桿上形成泥包，導致井眼縮小，循環(huán)的阻力增大，極易發(fā)生卡鉆的事故，給鉆井施工增加工作量。利用硅膠或者硬脂酸鈣對油層的出水進行吸收處理，才能避免發(fā)生卡鉆事故，保證安全鉆探。地層中等出水后，需要加注泡沫劑，變成霧化鉆井，保持繼續(xù)鉆探施工，達到預期的鉆井施工的效果。巖石的硬度影響到空氣鉆井施工的效率。如果巖石的硬度大，氣體鉆井的效果好，反之，巖石的硬度低，鉆井施工的效果不理想。在選擇鉆井施工技術(shù)措施的時候，必須明確預鉆探地層的巖石的硬度狀況，才能發(fā)揮空氣鉆井的優(yōu)勢，提高機械鉆速。如果出現(xiàn)地層坍塌的現(xiàn)象，會影響到空氣鉆井的安全。井筒中的空氣柱對儲層的壓力低，依靠靜液柱的壓力來平衡坍塌層的方式，不能使用空氣鉆井的技術(shù)措施。

2.2提高空氣鉆井效率的技術(shù)措施

合理解決影響空氣鉆井效率的技術(shù)難點問題，不斷提高空氣鉆井的效率，滿足油田勘探開發(fā)的需要。處理地層出水的技術(shù)措施，應用保護膜將泥餅包住，防止巖屑粘附，形成更多的泥餅，而影響到鉆具的順利起下。在空氣中加入少量的水分，分散鉆屑，將其攜帶出井筒，防止發(fā)生卡鉆的事故;也可以在空氣中加入發(fā)泡劑，形成泡沫，提高攜帶巖屑的能力，保證安全鉆探施工。通過提高壓縮機的作用效率，增加空氣的壓力，進而提高空氣的攜帶巖屑的能力;利用封堵水層的方式，預防鉆井過程中，出水情況的發(fā)生，才能達到空氣鉆井施工的技術(shù)要求。

建立空氣鉆井的模型，通過施工現(xiàn)場的研究，確定最佳的空氣的壓力和空氣的量，保證空氣的順利循環(huán)，提高攜帶巖屑的能力，避免空氣的攜屑能力下降，而發(fā)生安全事故，影響到鉆井施工的進度。選擇合適的鉆井設備，確定最佳的工藝流程，保證空氣鉆井液的正常循環(huán)，才能達到預期的鉆探施工的狀態(tài)，避免發(fā)生卡鉆等事故。研究鉆具的磨損規(guī)律，對巖屑的運動形態(tài)進行分析，通過加大空氣的壓力，將更多的巖屑攜帶出井，才能達到設計的鉆井施工的技術(shù)標準。

3定向井測量技術(shù)應用

空氣泡沫鉆井通常不使用傳統(tǒng)泥漿，所以以泥漿為依托和數(shù)據(jù)傳輸載體的數(shù)據(jù)傳輸測量系統(tǒng)難以使用，使用定向井測量技術(shù)進行準確測量，能保證鉆井工作符合要求。在實際作業(yè)中，只能采用以電磁波為傳輸載體的MWD隨鉆測量系統(tǒng)完成定向井隨鉆測量、數(shù)據(jù)傳輸和井眼軌跡的實時控制。MWD隨鉆測量系統(tǒng)適用于普通泥漿環(huán)境，甚至在泥漿循環(huán)流失、井口無泥漿返回的情況也能正常運行，同樣適用于含有天然氣、氮氣和空氣等氣態(tài)介質(zhì)的泥漿條件。電磁波MWD隨鉆測量系統(tǒng)主要利用電磁波傳輸技術(shù)進行井下數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速度為普通泥漿脈沖系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?倍。此外，空氣鉆井的鉆進速度高于普通泥漿，所以定向井測量效率將顯著提升。

結(jié)束語

通過對空氣鉆井技術(shù)難點及其技術(shù)措施的研究，提高空氣鉆井技術(shù)的應用效果，保證安全平穩(wěn)地完成鉆井施工的任務。滿足油田開發(fā)不同時期鉆井施工的需要，不斷研究和開發(fā)空氣鉆井的新技術(shù)措施，提高石油鉆探施工的效率;研究和開發(fā)適合空氣鉆井的地層，提高機械鉆速，降低鉆井施工的成本，達到鉆井施工的技術(shù)標準。

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