空气钻井施工（共9篇）
空气钻井施工 篇1
摘要：空气钻井技术被大量用于油田钻井施工, 是一种钻进效率比较高的钻井技术。空气钻井技术使用娴熟程度直接影响到钻井进度以及钻井成本的高低, 如何提高钻井施工技术是一门值得研究的学问。就空气钻井的特点和技术要点, 分析空气钻井施工过程中技术难点, 并对如何提高空气钻井施工技术提出对策。
关键词：空气钻井施工,技术难点,对策
钻井一直是国际上钻井技术研究的一个热点, 钻井是利用压缩气体来作为动力进行运动的。国外有技术称现在已经解决了空气作为动力在钻井过程中的易漏、钻机速度低下的技术难题, 这项新的技术就是空气钻井技术, 空气钻井技术有效地提高了钻进的效率和速度, 同时和传统的钻井相比有着较大的优势。空气钻井一方面提高了钻屑的排除效率, 另一方面在空气钻井方式下岩石的受压力分布更加的均匀, 这就增大钻头与岩石接触的面积, 同时钻身受到的挤压力变小了, 并有利于钻头更深的吃入底层和破碎岩石。这样就能大大地提高钻机的转速。空气钻井最大的优点是对原油层没有污染, 能及时在钻进过程中发现油藏。本文就基于空气钻井的优越性, 着重地谈一下空气钻井施工技术中的一些细节。
1 空气钻井施工的技术特点
空气钻井技术与以往的钻井技术相比有以下优点和特点。
(1) 实现全面欠平衡钻进
空气密度在标准状态下是1.29g/L, 钻机在正常工作状态时, 所需要的注气量是满足的, 但是当钻井的深度超过3000米时, 钻井的环气体密度不能高于150g/L, 远远低于钻进底层中水的密度, 那么钻机所受的掘进压力几乎为零, 就可以轻松地实现负压力钻进。
(2) 把空气当成钻机循环动力就能消除钻井底部的压力, 钻机的钻速能大幅度的提高, 比传统的液压钻井钻进速度提高至少3~8倍以上。
(3) 空气钻井技术较以往传统的钻井技术能顺利地穿过非正常底层。钻进过程中所指的非正常底层是指底层中的天然裂缝、溶洞、盐碱地层的夹层等, 例如空气钻井机在硬石膏层中的钻进时不存在液体压力, 不会因钻井温度引起井壁中水化的能力失衡问题, 保护了井壁的安全。
(4) 空气钻井机设备简单便于操作。空气钻井和以往的钻井机相比设备简单, 除了主要压缩机系统外, 只需要在井口加一个旋转防喷器就可以。省去了以往钻井的复杂设备安装, 节省了时间。
(5) 空气钻井机的安全性能高。空气钻井机由于使用的是空气作为传动力, 因此不会发生钻进过程中与有害气体污染和天然气的爆炸现象。使用空气钻井机进行钻井时, 能及时发现井内溢出的有害气体, 也能及时的转换钻进作业方式, 避免了井口爆炸。
2 空气钻井的施工技术难点
虽然新的空气钻井技术有明显的优势, 但空气本身也是有特殊性的, 所以不可能全面代替传统钻井液完成钻井井口的作业过程, 空气钻井的很多技术难点仍待解决。
2.1 井斜钻进控制难度大
空气钻井施工中斜井的施工控制难度非常大, 国际上对于斜井控制技术没有一个很好的解决法案, 我国目前在斜井钻进施工上主要采用轻压吊打等对设备破坏较大的施工工艺。而实际分析造成井斜的原因主要有以下三点:①空气钻井机械设备造斜率不规律, 没有研究清楚造成斜率的原因;②井斜出现的时候没有及时调整钻机位置, 钻屑没有及时清理, 使得钻头靠近井壁而斜度增加的更快, 从而使得井斜更加严峻。③钻井过程中由于空气钻井的高速旋转气流对井壁的冲击力太大, 固定钻机的稳定架不起作用, 造成井直径严重扩大, 也是造成井斜原因之一。
2.2 钻进层突然冒水
空气钻井机由于不能再空气的传输中添加井壁稳定剂, 所以在不稳定底层不能直接使用空气钻井技术。空气钻在遇到底层中饱和水时, 粉尘和水混合会堵塞钻管, 容易造成卡钻, 这个难题到现在一直没有解决。
2.3 岩石硬度
大量的钻探实践证明了空气钻井在坚硬岩石中效果最为理想, 但遇到软层岩石效果就大打折扣。因此在使用空气钻井技术时要很好的掌握地质情况, 划定岩石的硬度范围。
2.4 不稳定底层坍塌
空气钻井是否能运用到坍塌底层中目前是一个正在研究的课题。
2.5 选择空气钻井配套的空气压缩机
空气钻进设备出了配备地面监测设备外, 还要配备雾化设备, 防止钻进过程中飞屑过多, 堵塞钻头孔。
2.6 防止井下不明气体爆炸
空气用于欠平衡钻井具有一般气体欠平衡钻井的特点, 但由于空气中含有腐蚀和着火来源的氧气, 容易造成腐蚀和井下着火。只要压缩空气中的氧同烃液或天然气混合, 就极易燃烧或爆炸。
2.7 做好排出管路的清理工作
空气钻井在钻井过程中最害怕突然管道堵塞, 一般认为当排出管内的气流速度大于25.4m/s时, 是不会产生堵塞现象的。
3 空气钻井施工技术难点对策
(1) 根据设计要求配备和所钻井眼尺寸, 配备满足施工的空压机, 以满足钻井所需要的空气量, 准备好其他的被套设备如雾化泵、化学外加剂送入泵, 防止空气钻井机在遇到出水时候的危险, 及时的转化为雾化或者泡沫钻井。
(2) 做好钻井施工前的所有准备工作, 进行井口和地面设备的调试运行。调试设备压力是否满足钻机功率, 调试合格才能进行施工。
(3) 对施工人员进行技术和安全培训, 要明确施工工艺、技术措施、注意事项等。保证每个现场操作人员都是持证上岗, 避免违规操作造成事故。
(4) 空气钻井机在工作过程中要注意监测设备的压力变化情况, 如果出现压力突然的升高或者降低, 应该立即停止钻机地钻进工作, 检查原因, 循环观察, 查明原因后继续施工。
(5) 钻进过程中出现大量泛水时, 应该立即关掉钻机, 同时加大空气的排量使钻头周围的水不至于倒灌进钻机。如果泛水过一段时间后水量减小, 这是可以把钻机的钻速调低, 边调节变观察, 等到钻机稳定时记住此时的钻速参数, 继续进行钻进。
(6) 入井钻具必须安装两只以上钻具止回阀, 一只接在钻头上, 另一只接在井口附近的钻柱上。在有条件的井队, 还应在钻挺与钻杆之间装一只井下防火阀。同时, 在空气钻井时, 每钻进50~100m应在钻具上加接一只钻具止回阀。
4 总结
空气钻井的施工技术是低压钻井技术的一种, 钻井可调控范围大, 能很好地起到保护油层的效果, 目前是世界钻井施工使用最广泛的技术。但空气钻井技术能然有很多的难点目前还没有一个解决的优化方案, 但空气钻井技术的优越性如降低开发成本, 提高经济效益已经深受好评, 空气钻井技术必将有一个广阔的前景。
参考文献
[1]翟应虎, 李祖光, 张旭.空气钻井的技术难点剖析及发展前景展望[J].天然气工业, 2009, (5) .
[2]谢绍龙, 彭正洲, 吴雪平, 等.空气钻井技术在龙8井的应用[J].江汉石油科技, 2007, (2) .
[3]范希连, 袁骐骥, 王军波.空气钻井选井分析[J].西部探矿工程, 2009, (5) .
[4]刘彪, 杨明合, 钟文健, 等.空气钻井井斜因素分析及工艺应用[J].断块油气田, 2009, (2) .
空气钻井施工 篇2
承包人(乙方)：
为了明确发包人、承包人双方的权利和义务，根据《中华人民共和国合同法》和其它有关法律、行政法规、双方本着平等自愿、公平公正的原则，在友好协商的基础上，结合本工程实际情况签订此协议，以资双方共同遵守。
第一条、工程概况
1、工程名称：山西省农村小水网灌溉机井工程
2、工程总造价：工程总量大约为20_口井，总投入为：约八亿元人民币
3、工程地点：由甲方指定地点
第二条、工程内容及质量要求
1、工程内容：承包人在发包人指定地点打井。凿孔及井管、水泵安装、封井、洗井、抽水试验。
2、施工技术及质量要求： (以每口井勘察设计文件为准)
(1)、井 径：开孔直径∮ 462 mm，终孔直径∮ 219 mm，中间孔径的变化的位置、大小要根据地层情况并与管径的大小相适应。
(2)、井斜≤1?/100m,逥次进尺2～3m;记录塌孔、掉块、和漏水情况及漏水量，事故处理情况等;
(3)、井管安装应垂直无弯曲现象。必须保证井管正中位置，以保证封闭止水效果。
(4)、封闭止水：每口机井下井管后要立即加压注浆封闭止水。水泥砂浆按1:1配比，确保彻底封闭止水，以防煤系地层水混入下部熔岩水，保证水质清洁，可以饮用。
(5)、洗井及抽水试验：洗井达水清无岩粉的混浊现象为止，洗井台班不小于12个。抽水试验台班不小于12小时，准确测取S值、稳定时间、水井实际抽水量。
(6)、成果要求：成井综合柱状图、抽水成果曲线、成井报告。如达不到合格质量要求要求，发包人不予支付工程款，承包人必须进行修改直至达到验收标准，其中所发生的费用及造成的相关损失由承包人自行承担。
(7)、按甲方提供设计技术资料为准
第三条、合同单价及结算方式、结算原则
1、总造价：综合单价为 元/米，每口井设计深度450-550米 。 该综合单价包含：钻孔、机井配套、封闭止水、水管的安装人工费、机械费;泥浆坑开挖;洗井、抽水试验及所有安全防护用具等材料;施工机械进出场费用、措施费用、管理费、安全文明费、税费、其它配合费用、各种风险因素等一切费用。
2、付款方式：(以每单口井为基准计算支付)设备到场开钻后七日内支付20%工程款，打至一半米支付工程款50%。抽水试验完毕，且成井质量、出水水质等达到验收标准后，待建设单位验收合格后一个月内支付至该口井总造价的95%，剩余5%款项作为质量保证金，待水井正式交付使用满12个月后一次性付清。
3、结算原则：经验收实际打井深度乘以综合单价，打井数量及深度以发包人最终验收确认合格数量为准。
4、工程合同最终按实际发生数量结算。
第四条、工期
每口井工期定为 天。具体开工日期由发包人书面确定。承包人必须在规定工期内完成全部工作。交工后，人员和其它设施。否则承包人必须承担由此产生的一切经济损失和法律责任。
第五条、双方责任
发包人责任：
1、负责施工现场的“三通一平”(路通、水通、电通)，并负担其费用。
2、按本合同约定的要求及时向承包人支付工程款。
3、负责协调涉外关系。
4、发包人提供潜水泵、井管及水管设施，必须及时到井位，影响工期，由发包人负责。
5、指派 同志为甲方代表，负责解决施工过程临时发生的配合问题。
承包人责任
1、乙方指定 同志为乙方代表，负责处理施工现场事宜，并且负责教育乙方人员遵守甲方现场管理及安全制度。
2、施工中，乙方应为施工人员办理劳动保险及人身意外伤害保险，若乙方人员因打井及施工过程发生伤亡事故，由乙方负一切法律责任及经济责任。
3、管井投入使用后如发现质量及技术问题，甲方通知后12小时内到场，乙方负责免费维修解决。
4、按照发包人指定的位置安排有关设备按时进场，积极安装设备，组织施工。
5、严格做好安全文明施工管理。接受发包人的检查和监督，发包人提出的问题及时纠正。
6、封井材料由乙方自购，井壁周围封闭止水应密实，不能出现渗漏现象，保证出水水质。
7、如乙方所使用钻机采用柴油作燃料，钻机钻孔使用燃油由乙方自购，费用包含在综合单价中。
第六条、违约责任
1、承包人未按协议规定工期、质量要求完成施工任务，发包人可以决定是否解除合同。发包人决定解除合同的不予支付承包人已完合同价款。
2、二〇一一年 月 日设备必须进场，否则以每拖延1天，赔偿甲方单口井造价的3%。
3、承包人应遵守国家及政府有关部门关于文明施工和安全施工规定，承包人在打井施工过程中若造成人员伤亡事故，承包人应承担一切经济责任和法律责任。
第七条、本合同一式三份，甲方二份乙方一份。
甲方(公章)：_________ 乙方(公章)：_________
法定代表人(签字)：_________ 法定代表人(签字)：_________
_________年____月____日 _________年____月____日
油气田用空气锤钻井施工技术探讨 篇3
我院开展了系列空气锤及配套钻头研制, 已在川东北地区进行了规模应用, 积累了丰富的施工经验, 并总结出一套空气锤钻井施工技术, 将空气锤钻井技术与钻井实践结合, 既要保证井下安全, 又要发挥其提速、防斜优势, 希望为现场施工提供技术参考。
1 空气锤井下安全分析与对策
钻井过程中发生的空气锤井下事故主要有:钻头断裂落井、空气锤接头脱扣、卡钻。据统计, 普光气田开发井中共发生10次空气锤钻井事故, 其中钻头断裂落井8次, 空气锤脱扣2次。
1.1 钻头断裂落井
8次钻头断裂落井事故中, 胎体断裂落井4次、花键根部断裂落井3次、钻头扶正位置断裂落井1次, 如图1所示。钻头断裂落井事故处理难度大、周期长, 甚至导致填井侧钻。
事故分析:
(1) 冲击疲劳断裂, 扭转产生的剪切应力起主要作用。钻头有限元分析表明, 应力最大值在花键根部, 如图2所示。在高频冲击力和转盘扭矩作用下如发生疲劳断裂, 一般应优先发生在此处。
(2) 钻头几何结构设计不合理, 产生严重应力集中, 比如胎体断裂位置位于三个排气孔交汇处。
(3) 热处理工艺不合理, 表面脱碳引起组织不均匀、产生拉应力从而降低疲劳强度。例如, 钻头扶正位置断裂应是热处理制造工艺不合理所致。
(4) 现场使用操作不规范。
冲击钻头承受过大钻压及受高频轴向冲击、容易产生径向裂纹, 继而产生断裂。
应对措施:
(1) 针对正常情况下的钻头扶正位置, 花键根部断裂, 应在钻头胎体设计防掉落机构, 可随钻提出断裂钻头, 避免断裂后的复杂处理和打捞问题。
(2) 优化钻头结构设计。钻头设计要兼顾强度、变形位移、功能等进行选材、结构设计、热处理工艺设计, 应延长钻头冠部轴向尺寸以增大三水眼交汇处外径尺寸, 从而提高钻头胎体安全系数。
(3) 提高钻头制造质量。冲击钻头在井下工作条件恶劣、受力复杂, 加工制造应在设备和处理手段齐全、加工和热处理工艺有稳定健全过程管理制度的工厂进行。
1.2 空气锤接头脱扣
(1) 钻井过程中蹩钻严重, 钻具积蓄的能量突然释放, 钻具在螺纹处产生相对转动。不均匀的地层、钻压过大、球齿磨损、地层出水、出油等都可能造成蹩钻。
(2) 倒划眼起钻, 锤头遇卡, 钻具积蓄能量突然释放造成锤接头脱扣。
(3) 上扣扭矩未达到规定扭矩。
1.3 空气锤卡钻
空气锤钻井过程中发生了多次卡钻事故, 主要原因是未及时发现地层出水、出油、井壁坍塌或者循环不充分。
(1) 观察立管、扭矩变化以及返出岩屑, 监测返出空气湿度和全烃值, 及时发现地层出水、出油。
(2) 转化为雾化或泡沫钻井。地层微出水时, 地面很难判断, 井下容易形成泥环而引起卡钻, 发现地层出水或出油后应及时转换钻井方式。
2 空气锤提速故障分析与对策
2.1 空气锤工作异常
钻井过程中, 空气锤工作异常主要是活塞卡滞、断裂、泥沙倒灌和润滑不良导致的。
2.1.1 活塞卡滞
现场应用过程中造成活塞卡滞主要原因是空气锤缸体变形, 而导致缸体变形的主要原因是钻台安装和拆卸空气锤时内外钳、安全卡瓦夹持活塞运动行程。钻台连接空气锤时, 内外钳及安全卡瓦安装位置应避免处在活塞运动范围内。
2.1.2 活塞断裂
活塞断裂原因分析:
空气锤工作时, 活塞在高压气流作用下往复高频冲击钻头, 活塞的受力和工况十分复杂, 实际应用中, 由于热处理工艺、材料性能及活塞和缸体接触面间产生过热, 而导致活塞外径和缸体内径间磨损, 进而导致活塞断裂, 如图3所示。
应对对策:
(1) 应用有限元分析法分析活塞在工作过程中的应力、应变状况, 模拟出活塞在撞击钻头全过程的应力、应变变化情况, 找出活塞工作薄弱点, 并通过力学分析, 优化活塞结构的过渡。
(2) 优化加工和热处理工艺。
2.1.3 泥沙倒灌
使用空气锤钻井时常常要配套使用钻具浮阀, 钻具浮阀直接和空气锤上接头相连, 由于空气锤工作时底部钻具震动大, 箭型浮阀固定导向销的螺钉松动, 致使导向销脱落, 卡在空气锤单向阀和阀座之间, 导致浮阀和空气锤内单向阀双双失效, 造成空气锤工作异常。
应对对策:
(1) 加固浮阀导向杆。可将现场浮阀内导向杆与阀芯座焊接固定, 避免导向销脱落。
(2) 使用翻板阀替代箭型浮阀。
2.1.4 润滑不良
润滑不良将降低活塞工作频率, 进而降低工作效率, 也是造成空气锤故障及活塞断裂的主要原因。润滑的目的是减少空气锤中各部件间运动时的摩擦力、减轻部件间的磨损、降低部件间产生的摩擦热。
应对对策:
(1) 使用推荐的润滑油。润滑油的等级应与钻探现场的气候及工作条件相适应, 工作压力和温度越高, 所使用的凿岩润滑油的粘度等级也应越高。
(2) 合适的润滑油加量。润滑油加量是空气锤空气消耗量的函数, 一般用经验公式来确定润滑油加量:润滑油加量=2~7L/h/100m3。
(3) 使用润滑装置。应使用定量注油系统, 连续均匀地注入润滑油, 提高空气锤工作效率。
2.2 钻头球齿工作异常
2.2.1 球齿磨损
钻头外排齿及保径齿运动线速度较高, 磨损较内圈齿快。球齿磨损形式和程度, 不仅取决于球齿本身的性能, 而且取决于所凿岩石的强度和磨蚀性。其磨损机理主要有:表面冲击剥落、表面冲击疲劳剥落、热疲劳、磨粒磨损。球齿磨损改变了它与岩石的接触状况, 造成钻进速度降低, 扭矩增大, 并可能引发蹩钻等井下异常, 影响钻头本体、球齿及钻具的受力和使用寿命[3]。
2.2.2 球齿破碎、掉落
(1) 钻压过大引起蹩钻, 造成瞬时扭矩过大, 致使球齿发生剪崩。
(2) 下钻划眼时井壁岩石对保径齿和周边齿造成冲击, 使球齿剪崩。
(3) 井底有金属落物, 将加速球齿破碎, 应下入牙轮钻头和随钻打捞杯清理井底。
(4) 球齿与齿孔过盈量小是导致掉落的主要原因。
2.3 地层出水
地层出水将造成岩屑返出困难, 井底重复破碎, 不但降低机械钻速, 还会引起井下复杂。
(1) 发现地层出水后应立即停止钻进, 循环观察、测量出水量。测排砂池一定时间内液体的体积变化量来计算地层出水量。
(2) 提高空气排量。避免因掉块下沉堆积导致卡钻, 保持井眼清洁。
(3) 转化钻井方式。根据地层出水量转化成雾化或泡沫钻井。
2.4 钻井参数与操作
2.4.1 钻井参数
钻井参数的合理匹配直接影响机械钻速, 主要钻井参数是钻压、转盘转速和空气排量。
(1) 钻压大会引起钻头的过早磨损, 甚至球齿脱落, 钻压小会影响冲击功的有效传递。
(2) 钻遇硬地层时, 转盘转速过高会加速钻头磨损, 钻遇软地层时, 转盘转速过低会影响机械钻速。
(3) 空气排量过高或过低将降低冲击效率。
2.4.2 钻进操作
(1) 均匀送钻, 推荐使用自动送钻, 钻压应控制在5k N范围内波动。
(2) 每钻完一单根, 上下活动钻具, 防止沉砂卡钻。
(3) 采用雾化钻井时, 应注意雾化钻井的时间限制, 避免井壁掉块掐钻。
(4) 钻头的使用时间和进尺, 应根据地层岩性和空气锤性能及钻头质量综合考虑, 避免造成复杂。
3 结论与认识
实践证明, 空气锤钻井能够大幅度提高坚硬岩层、大尺寸井眼的钻井速度, 而且在易斜地层中能够有效控制和减小井斜, 具有良好的经济效益。同时, 空气锤钻井有钻头断裂落井、钻具脱扣、卡钻等事故隐患, 而且易发生活塞断裂、泥沙倒灌造成的工作异常, 球齿破碎、掉落造成的钻头工作异常, 地层出水和钻井参数调整不当等影响钻井提速。建议科学地使用空气锤, 严格遵守操作规程, 避免人为事故, 同时, 还应优化钻头结构, 加工和热处理工艺上严格把关, 提高钻头质量, 达到安全、提速、防斜效果。
参考文献
[1]罗整, 徐忠祥, 李晓慧.空气锤钻井技术在气体钻井中的应用[J].钻采工艺, 2007, 27 (6) :9-15
[2]侯树刚, 舒尚文, 李铁成.普光气田防斜打快技术研究与应用[J].天然气工业, 2007, 27 (6) :61-63
钻井工程施工合同 篇4
甲方：
乙方：
为了明确双方责任，分工协作，相互促进，按时完成本工程，经双方协商议定以下条款，以资共同信守。
一、工程名称、数量、地点及规格：
1．2．
3．4． 工程名称：苗圃基地用水井。工程数量：一眼。工程地点：红石桥乡房梁村水口壕小组。工程规格：单井设计深度150M—200M，覆盖层采用300mm(12英寸)水泥焊接管护壁，下管深度以见到基岩为准。
二、工程承包范围：
本工程承包范围包括钻孔、下管、填石子、洗井、成井、安装提水工具。
三、承包方式：
本工程采用包工包料方式进行施工，钻井工程所需一切材料（除水泵系统外）均由乙方负责采购，并支付费用。
四、工程技术质量准：
1．2．
3． 乙方不保证单井出水量。井孔垂直度不大于百分之一度。所用材料须符合国家规定的规格质量标准。
五：双方责任：
甲方：
1．2．
3．4．
设专人管理工程，以便相互联系。指定排浆场地。修好通往井场道路。钻井结束后，及时提供水泵系统。
乙方：
1．2．
3． 施工人员必须按操作规范施工，加强安全生产管理，及时向甲方通报工程进度及地质异常情况。精心施工，确保工程质量和进度。以防工伤事故发生，如出现工伤事故，一切责任由乙方承担。
六、工程验收：
工程达到设计深度后由双方进行孔深验收，符合合同规定的质量后，办理验收手续。
七、工程费用及付款方式：
1．本工程取费标准率双方协商，每延米造价
造价。工程验收合格后，打井工程款由甲方付清。
八、合同未尽事宜，双方另行商定解决。
九、合同一式两份，甲乙双方各执一份，从签字之日起生效。
十、如甲方同意改为钢管。直径273mm厚度6mm,甲方另补给乙方钢管与焊接差价（不包括运输费）。
甲方（签字、手印）：乙方（签字、手印）：
手机号码：手机号码：
空气钻井钻杆断裂失效分析 篇5
关键词：空气钻井,钻杆,断裂失效,加厚过渡带
2007年5月17日,某空气钻井钻进至1 094.68m,钻压30kN,转盘65r/min,扭矩2.6kN·m。运行中忽然发出巨响,钻具跳起约1m,悬重由92t下降至32t,气压由2MPa下降至1MPa,判断为钻具断裂事故。起钻至16柱时,发现断裂处在距第16柱下单根钻杆本体近外螺纹端0.54m处。计算鱼顶452.54m,落鱼井段为452.54m~1 094.68m,鱼长642.14m。该钻杆单根从2007年5月14日6:33钻至632.60m开始下井,钻进到5月17日17:20钻杆断裂,入井纯钻进时间65.51h。
钻进参数:钻压80~100kN,转盘转速60~70rpm,空气排量160m3/min。
断裂钻杆规格:Ф127mm×9.19m×S135。
宏观断口分析
观察断裂样品,断口在距第16柱下单根钻杆本体近外螺纹端0.54m处。断口宏观形貌如图1所示,大约1/3圆周部分为较平直的断口,可确定为疲劳扩展区,其他部分存在较为明显的扭转撕裂纹路。管体断裂区外表面有密布的机械划痕,与钻杆圆周截面平行,如图2所示。
化学成分检测
从钻杆断口附近取样,用直读光谱仪和碳硫分析仪进行化学成分分析,结果见表1。结果表明,钻杆样品的化学成分符合API Spec 5D规定[1]。
金相组织分析
从样品上切取金相试样,在MEF4/M金相显微镜及图像分析系统上对钻杆材料进行金相分析,评定样品的夹杂物等级为A1.0,B0.5,D0.5,金相组织为回火索氏体,晶粒度为8.0级,如图3所示。
力学性能分析
在壁厚中心处取Φ6.25×25mm拉伸试样和10×10×55mm的V形夏比冲击试样,对其进行力学性能试验,结果见表2所示。结果表明,样品的拉伸及冲击韧性符合API Spec 5D规定。
微观断口分析
试样断口置于扫描电子显微镜下观察,低倍观察裂纹源区形貌如图4所示,在断面裂纹源区有一相对粗糙的狭长区域,I区高倍下的微观形貌如图5所示。断口表面在高倍下可见明显的疲劳辉纹,如图6所示。
对断口区域I进行侧向金相分析,裂纹源边缘及断口剖面组织与基体组织相同,均为为回火索氏体,裂纹源边缘表面有灰色物质,如图7所示。扫描电镜下观察试样如图8所示,对试样中的灰色物质和基体组织进行能谱分析,结果如图9和图10所示,能谱分析表明,灰色物质为铁的氧化物。
综合分析
通过对断裂钻杆试样进行全面的理化性能分析,结果表明,钻杆材质合格,各项性能指标均满足API Spec 5D标准要求。断口局部有轻微挤压痕迹,存在的明显剪切唇,有轻微塑性变形痕迹,高倍下断口表面可见明显疲劳辉纹,断口整体表现为低周疲劳特征。断裂部位位于钻杆本体近外螺纹端0.54m处,处于加厚过渡带消失区,该部位为钻杆管体应力集中部位。
断口I区域为裂纹源区,能谱分析表明裂纹源区边缘的灰色物质主要为氧化铁。根据其分布及形态特征,可以判定,该氧化物并非在钻杆断裂后形成,而是属于钻杆本体缺陷。在钻井过程中,钻杆承受复杂的交变应力,钻杆接头和加厚处一般具有较高的刚性,而加厚过渡区消失附近由于截面壁厚的减薄,成为应力集中部位之一。在空气钻井过程中,复杂的交变应力作用,使得该钻杆缺陷处在应力作用下产生裂纹损伤。随着裂纹的进一步扩展扩展,钻杆有效承载面积减小,交变应力因管壁截面的减小而增大,而裂纹尖端应力的增大又反过来加速了裂纹的扩展,随着裂纹的不断扩展,剩余壁厚越来越薄,最终当横截面承受的拉应力大于材料的抗拉强度时,将导致钻杆发生断裂。
结论
(1)钻杆的化学成分、力学性能符合API Spec5D规定。
(2)钻杆断裂是由于钻杆本体加厚过渡带消失处区存在缺陷,在交变应力作用下,缺陷处产生裂纹并疲劳扩展,最终导致钻杆断裂失效。
参考文献
纯空气钻井技术的应用 篇6
空气钻井技术是用旋转防喷器作为井口控制设备, 以压缩空气 (或氮气) 作为循环介质同时作为破碎岩石的能量的一种欠平衡钻井技术。主要用于石油和天然气的钻井。空气钻井和常规钻井液钻井在许多方面都有不同。
1.1 二者的循环介质不同
空气钻井技术的循环介质是以空气为介质的, 而常规钻井液钻井的循环介质是水基或油基泥浆等液体介质。
1.2 二者的井控手段不同
空气钻井技术是一种欠平衡钻井技术, 所以井控手段主要靠井筒内压力低于地层流体压力产生的压力差, 所以空气钻井对井口防喷设备较常规钻井液钻井而言要求更高、更复杂。而常规钻井液钻井时井筒内液注压力能很好的平衡地层流体压力, 因而对设备要求低一些。
1.3 二者的部分钻井设备不同
因为空气钻井的增压和储压装置为空气压缩机, 所以使用空气锤钻头钻进效果更好, 而常规钻井液钻井的增压系统是泥浆泵, 所以钻头是普通牙轮钻头或者是PDC钻头。
1.4 二者成本和适用范围不同
空气钻井技术耗油量大, 成本高, 只在很少地区应用, 而常规钻井液钻井成本低, 技术相对比较成熟, 适用适用井型、井别广泛, 所以应用范围广。
2 空气钻井技术的优缺点
空气钻井允许地层流体流入井筒并且能消除钻井液对地层结构的损害, 和常规钻井液钻井相比, 有以下的优点:
(1) 钻速高, 空气钻井钻速比常规钻井液钻井的转速要高3-4倍;
(2) 钻头的使用寿命也比较长, 因而钻头的使用数量也就相对少;
(3) 钻井总成本低, 这是当今油气田开发必不可少的一个因素;
(4) 适用于沙漠, 高原等严重缺水的地区;
(5) 空气钻井技术能最大限度的减少对底层的损害程度, 因而保护了环境;
(6) 钻井作业清洁卫生, 能够进行连续的钻柱实验;
(7) 使用空气钻井技术时, 很好的保护了岩心不受污染, 能够正确评价底层的情况;
(8) 空气钻井技术在正常钻井条件下如果配合冲击钻头, 能够有效防止发生井斜的情况。
虽然空气钻井与常规钻井液钻井相比有许多优点, 但是其本身也有缺点:
(1) 井壁稳定性低
(2) 地层会发生出水问题
(3) 还可能发生井下着火等安全事故
(4) 在某些坚硬的岩层用井底马达, 会导致获得的转速非常低
3 空气钻井的应用范围
尽管空气钻进有很大的优点, 但是只有在合适的范围才能获得较大的收益。空气钻井技术的使用地层有以下特点
(1) 地层不含水, 质地硬
(2) 严重漏失的地层
(3) 地层系数压力低于正常压力梯度
(4) 老油气田的加密井
(5) 煤田之中对甲烷的开采
4 空气钻井技术的应用实例
空气钻井技术在国内外都有应用, 以下是在国外的应用
4.1 开窗侧钻的应用
美国的一处油田曾使用空气在下套管Swan Lake-IST直井中进行欠平衡开窗侧钻的实验[1]。根本目的是在减少原井所钻的Toolachee、Epsilon等几处地层的损害的同时, 能随钻发现产层。使用空气对该井进行欠平衡的侧钻, 侧钻井段的裸眼流动测试, 测得的产气量是原直井段综合产气量的10倍, 这样显著的效果表明空气欠平衡侧钻非常明显的降低了对地层的损害程度。
4.2 反循环钻井
在肯塔基州Pike县, 采用饭循环钻井技术钻成了三口井, 即COOP一井, COOP而二井和一口实验开发井[2]。
在现场的实验中发现, 虽然地面的设备有一些磨损, 但是无污染钻井的效果还是非常显著的。此外, 机械钻速和正循环钻井的钻速相比较, 二者的钻速竟然基本一样。还发现, 在钻大石灰岩层中的硬石灰石时, 钻头的磨损程度几乎可以忽略不计, 钻屑滞后的时间也缩短了, 而且钻屑也明显增大了。
4.3 钻探井的应用
美国的Santos公司的Barrolk3#, 用空气欠平衡钻Toolachee砂岩地层, 来减少对该地层的损害程度[3]。首先, 该井采用的是常规钻井方法先钻到目的层的顶部2567米深处, 下套管并且注水泥固井, 然后再转换为空气欠平衡钻井方法钻井, 随后完井方法用的是不压井。使用空气钻井的时候, 随钻上出现了几个气显示, 成功进行了流压测试, 这种方法节约了常规钻井中进行裸眼测试所花的费用。
5 空气钻井技术在国内也有应用
5.1 新疆克拉玛依油田空气钻井
1988年新疆克拉玛依油田利用现代手段开展空气雾化钻井的试验研究工作的基础是, 其从美国英格索兰公司引进了全套空气雾化钻井装备。从1989年到1997年先后成功地进行了12口井的空气雾化钻井现场实验工作。
提高低压油气藏勘探和评价的成功率的一个重要手段就是, 利用空气钻井取心、中途测试等技术, 而且还能根据新疆克拉玛依油田勘探开发和原油上产的需要, 为油田开发部署和调整提供极有价值的地质参考资料。新疆已经取得了非常好的钻探成果[4]:
克拉玛依油田古16井区1996年设计了18口新井, 由于本区目的层的压力系数比较低, 为了避免常规钻井液钻井对油层的污染, 地质部门才选用9663井进行空气钻井。钻穿石炭系油层, 探明其产能后, 其余井根据该井的投资状况进行了相应的调整, 并对其中一些井的钻井方式提出了改进意见。
5.2 空气钻井技术在窿9井的应用
位于酒泉盆地祁连山北缘深处约5公里的窿9井, 是玉门青西地区的一口探边井, 其目的层为下白垩系下沟组, 还探白杨河组及中沟组。窿9井采用非常规钻井方式提高机械钻速的实践, 取得了不错的成果。空气, 雾化, 泡沫钻并进尺337.50m, 平均机械钻速为2.49m/hr, 下不采用常规泥浆钻井, 空气、雾化、泡沫的平均机械钻速是常规钻井液钻井的8.59倍。
6 总结
本文通过对空气钻井技术的理论研究, 工作原理, 及其和常规钻井液钻井的比较, 还有其在国内外的应用实例的介绍, 充分表现了空气钻井技术在当下的应用, 展现空气钻井技术的应用前景之广。
参考文献
[1]Huy Bui, etc.Steerable Percussion Air Drilling System.Research sponsored by the U.S.Department of Energy’s Federgy Technology Center:12-19
空气钻井中钻柱扭转振动的计算 篇7
空气钻井中的钻具失效[1]主要由井眼质量问题(如弯曲、狗腿、键槽等)、有害气体引起的钻具腐蚀和磨蚀、各种原因引起的钻柱共振等原因引起。其中,钻柱产生共振是引起钻具失效的主要原因,约有50%[2]的钻柱失效问题是由于钻柱共振引起的。如何针对空气钻井的实际情况分析振动规律,建立钻柱振动的力学模型,求解出钻柱的固有频率和临界转速等值,通过调整钻进参数,避免或减少钻柱产生共振已经引起越来越多的关注。
1 钻柱扭转振动的计算模型
1.1 钻柱扭转振动数学模型
扭转振动是由地层对钻头和井壁对钻柱旋转阻力的不均匀引起的。钻头结构、地层性质、钻压等因素变化,钻头所受的反扭矩也将随之变化,扭矩变化将引起钻柱扭转振动。当转速达到某一临界值时,钻柱可能出现扭转共振现象。
1.2 国内外针对扭转振动建立的模型分析
李子丰等针对钻柱的扭转振动问题,分别建立了扭矩激励法和转角激励法的钻柱扭转振动数学模型;证明用转角激励法来研究钻柱的扭转振动更符合实际。
刘清友,马德坤,钟青[3]在建立了牙轮钻头与井底岩石互作用模型的基础之上,将钻头与井底岩石互作用力矩作为钻柱的下端边界条件。在适当简化的条件下,利用弹性杆理论和单元法,建立了在钻井过程中由于钻头与岩石互作用和钻柱弹性变形而导致钻柱产生扭转振动的动力学模型。在给定初始条件和边界条件的情况下,采用数值计算方法求解了钻柱扭振模型。为进一步弄清钻头、钻柱在井底的实际运动规律和动力学性能,控制井眼轨迹,预防钻杆早期失效奠定了理论基础。
艾志文,冯斌用相平面中相轨迹的产生对钻柱粘滑振动加以解释,并讨论了粘滞阻尼、转速与固有频率对粘滑振动的影响。
黄根炉,韩志勇[4]通过将钻柱系统等效成一个集中质量摆,分析了在非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩作用下钻柱系统的稳定性,并从钻柱扭转振动能量的角度,阐明了钻柱产生粘滑振动的原因。在对非线性钻头扭矩和钻柱与井壁间摩扭矩进行适当简化的基础上,给出了钻柱产生粘滑振动的判别式,分析了钻柱粘滑振动的影响因素及防止和消除钻柱粘滑振动可能的途径和措施,并对顶部扭矩负反馈减振方法进行了讨论,给出了其数值模拟结果。
1.3 针对不足所进行的模型改进假设
在建立模型时要对一些因素进行简化是十分必要的,对钻柱扭转振动模型时作如下假设:
(1)每一根钻柱都被认为是均质弹性直杆;(2)井眼轴线和钻柱轴线重合,忽略钻柱的弯曲变形和与井壁的摩擦作用;(3)假定转盘的转速为常数;(4)钻头切削岩石所产生的扭矩是时间的函数。模型如图1所示。
1.4 空气钻井条件下钻柱扭转振动的求解
在钻柱扭转振动模型进行分析基础上对钻柱微元在扭转振动的过程中进行受力分析:假设钻柱扭转时,每一横截面积绕通过截面形心的轴线转动一个角度θ,横截面仍保持为平面。振动时,扭转角度θ不单依赖于坐标x,而且依赖于时间t。横截面上的每一点的位移由该截面的扭转角度确定,本文采用线性分析法分析钻柱的扭转振动。沿钻柱轴向取为x,微元段为dx,振动的位移取为扭转角θ=θ(x,t),对应的扭矩为M=M(x,t)。G为剪切弹性模量,Jp为截面的极惯性矩,Ip为微元段的截面极惯性矩。
已知:
根据转动方程得:
已知IP(x)=ρJP(x)dx所以(3)式可以简化为
(4)式可以简写为
式中反映了钻柱的扭转振动在钻柱中的传播速度,它具有速度的量纲。
(5)式的解为:
井底钻具分为钻杆和钻挺两部分。钻杆在井口固定,而钻挺可由惯性矩的集中质量来代替。方程(6)的边界条件为:
I0为钻铤的截面极惯性矩。
将以上边界条件带入(6)式,求得
1.5 有钻井液条件下钻柱扭转振动的求解
假设钻柱部分有连续的内径d和外径D,钻柱的密度为ρ,弹性模量为E。钻柱受自重和钻压影响。设ρf为钻井液的密度;A为钻柱的截面积;井眼尺寸为H。因钻柱和井眼环空之间的液体因流动而增加的单元钻柱质量为:
此时另,代入(7)式即得到在考虑钻井液的附加质量时的固有频率公式。
1.6 结果分析
不同长度钻柱对固有频率的影响(表1)从图2中可以明显看出,钻柱纵向振动的各阶固有频率随着钻柱长度的增加而显著减小。
2 结束语
在空气钻井钻柱振动规律的研究及应用的分析中,得到了如下结论:钻柱振动现象普遍存在,本文所建立的各种振动的力学模型和研究方法是有效的。合理选择钻井参数可以减振。钻柱扭转振动的各阶固有频率随着钻柱长度的增加而减小。计入钻井液动力效应后,钻柱的各阶固有频率相应降低。钻井液阻尼对钻柱动力安全性有一定的积极意义。钻井液阻尼有利于提高钻柱的动力稳定性,钻井液的流速越大,钻柱动力稳定性就越好,其失稳区域越小。钻压越大,钻柱越长,钻柱的动力稳定性就越差,其失稳区域就越大。
摘要：空气钻井是指钻进过程中循环介质为空气的钻井。空气钻井有利于提高钻井速度,缩短建井周期,降低钻井总成本;能很好的保护产层,但其处理地层出水的能力差;井壁不稳定;井底欠压值太大,处于无控制的欠平衡状态,导致储层速敏、出砂,甚至坍塌;钻具失效问题严重。本文在理论分析的基础上,对各种振动进行了较好的数值分析。研究表明,整体钻柱的扭转振动特性受钻柱规格以及长度影响。长度增加,钻柱相应各阶固有频率显著降低。计入钻井液附加质量效应后,钻柱的各阶固有频率显著降低。分析表明,钻井液阻尼对钻柱动力安全性有一定的积极意义。
关键词：固有频率,空气钻井,钻柱,振动,应力
参考文献
[1]李鹤林,李平全,冯耀荣.石油钻柱失效分析及预防.北京:石油工业出版社,1999:1-17.
[2]宋延鹏.塔里木石油探区钻柱失效的特征及预防.石油专用管,1999;16(1):9-15.
[3]刘清友,马德坤,钟青.钻柱扭转振动模型的建立及求解[J].石油学报,2000,21(2):78-82.
空气钻井施工 篇8
雾化空气钻井是将空气、水、泥页岩抑制剂和添加剂混合, 利用在高速流动下形成雾状的循环介质进行钻进的欠平衡钻井技术, 是最早发展的一种欠平衡钻井技术。雾化空气钻井的工艺流程为:以空气为工作对象, 利用空压机对空气先进行初级加压, 然后再增压入井, 同时用一台水泥车在立管处泵入基液与空气混合, 其他设备则与空气钻井时采用的设备相同。根据空气钻井总体流程方案, 对设备进行方案设计及优选, 最后完成携带岩屑、取得砂样和消除粉尘的任务。
2雾化空气钻井主体设备
雾化空气钻井的地面配套设备包括空压机、增压机、雾化泵、注入控制管汇、旋转防喷器等。雾化泵为气体钻井专用装置, 它为气体钻井中的雾化钻井及泡沫钻井提供高压及指定流量的基液。雾化泵的基液来自混液罐, 基液加压后输入高压气体管线, 要求对其输出的基液压力及流量进行测量及控制。
3雾化空气钻井在安页1井现场实践
3.1安页1井简况
安页1井一开使用Ф444.5mm钻头钻进至21m钻遇大型溶洞, 钻井液失返, 采用清水强行钻进至32m, 期间由于水源供应不足, 储备清水耗尽, 多次停钻储水。后经过专家现场会诊, 提出使用雾化空气钻井方案。一开使用雾化空气钻探技术钻至井深348m, 由于继续钻探风险增大, 提前下入ф339.7mm表层套管封固溶洞, 二开使用Ф314mm钻头继续雾化空气钻进至井深1129.93m, 由于地层出水严重, 频繁堵钻具水眼, 结束空气钻井转换泥浆。
3.2雾化空气钻井现场施工工艺
雾化实施空气钻井前先用空气顶替井内钻井液, 并干燥井眼, 然后实施空气钻井作业, 具体情况如下所述。
1) 一开雾化空气钻进。钻具组合:Φ444.5mm牙轮钻头0.42*m+双母 (730*830) *0.60m+Φ279.2mm钻铤*1柱+转换接头 (831*730) *0.48m+翻板阀 (731*730) *0.68m+Φ228.6mm钻铤*2柱+转换接头 (731*630) *0.48 (放测斜挡板) +Φ203.2mm无磁钻铤*8.35m+Φ203.2mm钻铤*2根+转换接头 (631*410) *0.48m+Φ165.0mm钻铤*2柱+Ф127.0mm G105斜坡钻杆+方保 (411*410) *0.48m+方钻杆下旋塞*0.48m+Ф133.4mm六棱方钻杆+方钻杆上旋塞
钻进参数:钻压50-80KN, 转速:50-60rpm, 气量95-130m3
由于地下溶洞, 岩屑返出困难, 采取不装旋转防喷器胶芯, 井口敞开, 井口能返出少量岩屑, 钻至井深380m由于返砂困难, 井底沉砂增多, 提前下入ф339.7mm表层套管封固溶洞。
2) 二开雾化空气钻进。钻具组合:Φ314.3mm牙轮钻头0.30*m+双母 (630*730) *0.59m+翻板阀 (731*730) *0.68m+Φ228.6mm钻铤*2柱+转换接头 (731*630) *0.48 (放测斜挡板) +Φ203.2mm无磁钻铤*8.35m+Φ203.2mm钻铤*5根+转换接头 (631*410) *0.48m+Φ165.0mm钻铤*2柱+Ф127.0mm加重钻杆10柱+Ф127.0mm G105斜坡钻杆+方保 (411*410) *0.48m+方钻杆下旋塞*0.48m+Ф133.4mm六棱方钻杆+方钻杆上旋塞。
钻进参数:钻压:140-200KN, 转速:40-60rpm, 空气量:98-132m3/min。
钻进至井深1129m, 地层持续出水, 且钻遇煤层, 井壁失稳严重, 雾化空气钻井风险逐步加大, 经现场讨论决定, 转换泥浆钻井。
3) 空气钻井实施效果分析。安页1井雾化空气钻井段:一开32-380m, 进尺348m, 纯钻时间71.5h, 平均机械钻速4.87m/h;二开380-1129.93m, 进尺749.93m, 纯钻时间94.25h, 平均机械钻速7.96m/h。同为牙轮钻头, 雾化空气钻井相对于常规泥浆钻井, 机械钻速提高幅度230%。
4认识与建议
在黔北安场地区由于该地区地层岩溶裂隙发育属古喀斯特地貌, 地层复杂, 溶孔、溶洞、裂隙, 常规钻井液钻探, 易发生漏失, 造成施工被动, 采用雾化钻井能较好适应该地层特点, 不仅解决了井漏问题, 而且提高机械钻速, 证明雾化空气钻井在该地区可行。
1) 当地层坚硬、地层压力分布情况清楚、出水量不超过70m3/h时, 使用雾化空气钻井技术对于陆相地层是可行的。
2) 黔北安场地区表层第一次开钻便直接使用雾化空气钻井是不利于及时判断地层出水情况的, 井下岩屑吸附易形成小井眼而造成卡钻事故。因此要加强对排砂口返砂情况的观察, 若发现返砂量变小要及时查找原因起钻观察。钻进时要注意观察注气压力、扭矩变化和井下情况, 发现立压突然上升、扭矩变化、憋跳钻严重、上提遇卡等井下异常情况时, 应立即停钻、活动钻具、循环观察并查明原因, 及时处理后方可继续钻进。
3) 由于雾化空气钻井是以空气为介质进行循环, 而空气密度比钻井液小得多, 因此雾化空气钻井能解决钻井液钻井井漏的问题, 减轻地层损害, 有利于环境保护。同时能够进行正常的岩屑地质录井, 克服了钻井液钻井井漏时不能进行岩屑地质录井的缺陷。
空气钻井施工 篇9
空气钻井是以气体作为循环介质, 将专业的气体压缩机等施工设备作为施工时的增压装置, 并且将旋转防喷器当作是井口控制设备的钻井工艺, 主要应用的领域是石油开采或者天然气的钻井工程。空气钻井技术在目前是一种欠平衡的钻井技术, 主要凭借的是施工安全性较高、施工速度较快等特点, 使其具有非常普遍的应用价值。目前, 我国在一些压力低且硬度大的地层逐渐开始采用此项技术, 并取得了非常好的效益, 但是此项技术在与发展的过程中对录井技术的应用提出了一定的挑战[1]。
现阶段, 我国的录井技术在发展方面仍然存在着一定的难题, 但随着技术的进步与经济的发展, 我国的录井技术在未来仍然具有着长远的发展前景。录井技术在未来的发展过程中, 资料的定量化以及信息化将是其发展的重要内容。录井技术在应用上会采取多种手段对其进行评价, 保证录井技术的系统化与系列化。同时, 录井技术还会同钻井技术共同发展, 争取在钻井技术发展的条件下, 创新出更为先进而适用的录井技术, 为我国的石油开发提供更为强大的技术支持。
二、空气钻井条件下的录井新技术
1. 岩屑彩色图像技术
此项技术主要基于在空气钻井的条件下实施的, 能够针对不同的岩屑表面特征, 利用不同的景深镜头采集相关数据, 使图像的色泽与亮度都能得到一定的提升, 进而使空气钻岩屑能够呈现出更为真实、清晰的效果, 满足细粉末岩屑本身的高标准与严要求。在空气钻井的条件下, 利用岩屑彩色图像识别技术主要是依据陆相地层的稳定性与岩性突出等特点, 使肉眼与图像和色素相结合, 从而实现参数的识别, 实现亮度与饱和度定量化的结果。利用新技术去识别粉末岩屑的时, 只需要过筛并且放置在摄像设备之间, 并不用对其进行清洗或者做其他处理就可以得到对岩屑本身数据的准确描述, 继而节约一定时间, 增加对数据的识别准确性。除此之外, 其软件在使用之前设定了一些常用的岩屑数据与岩屑描述, 这样能够精简操作的具体环节, 提高工作的精确度与效率。
2. 岩屑自然伽马技术
在试验的过程中, 取100ml的岩屑样品, 将其放置在铅质的封闭罐中, 使用自然伽马的录井设备测算样品本身的放射性强度, 之后根据图表中地层自然伽马曲线对岩屑的性质进行识别与划分。根据测量的结果, 由于空气岩屑的表面遭受了一定程度的破坏, 而且在检测的过程中还会受到外界环境的影响, 使得出的砂泥岩界限不甚明显。但相比之下, 经过分析得出的砂泥沉积旋回数据, 较为可靠与准确, 可以作为有价值数据进行进一步利用[2]。
3. 天然气的监测技术
空气钻井技术在钻头进入的整个过程中, 会产生一定的负压, 这使得地层中的气体很容易就被带出来, 而且带出地面的部分气体如果与空气融合就会使浓度有所降低。因此, 一般情况下, 得到很多都是被稀释过的样品, 得到数据也不会那么准确。鉴于此, 在采集样品时要应用灵敏度较高、准确性较高的设备, 只有这样才可以保证得到的数值是准确的, 能够更有效的对天然气的具体存储量进行把握, 为日后的石油开采工作奠定基础。
4. 空气钻地层气体技术
通常在空气环境下并不适宜对复杂多变的流体储层进行钻穿工作, 因为非常容易导致卡钻或者引起燃爆等事故的发生。使用空气钻进行施工的这一段只会看到一些零星的、分散的、不全面的油气数据, 这些作为循环的介质流速较快, 地层的气体能够快速的从井底的位置返回到地面上。同时, 目标区域的陆相地层很少看见油层或水层, 只能参照现场得到的实际数据, 再结合之前的数据共同进行分析, 从而保证地层分析的准确性, 达到评价的有效率。气测录井的优势主要是能够不间断地发现碳氢化合物的存在, 解决相应的问题, 保证评价的即时性与准确性[3]。
5. 燃爆检测技术
在利用空气钻井的过程中, 如果燃爆现象发生, 那么就会产生持续高温、损坏钻井施工工具, 造成一定程度上的损失, 因此在油田进行开发与监测的过程中一定要做好燃爆的监测工作, 保证此项工作的细致性。在地层中, 会存在着大量的可燃易爆物质, 如果这些气体与空气之间形成对接, 就可能会引发气体燃烧, 为了能够及时发现井下易燃易爆的安全隐患, 需要各个石油的开采企业在运营的过程中配备红外CO探测分析仪, 并且要将分析仪同录井设备配合使用, 对可能产生的燃爆事故进行全面的监测。只有这样才能够保证在石油的开采阶段降低安全事故的发生概率, 进而减少钻井工具在工作时带来的损失, 提高整体的工作效率与工作安全性。
结语:
空气钻井技术是在近几年发展较快的一项新型技术, 在石油开采中, 逐渐显示出其钻井效率与经济效益的优势。但在发展的过程中, 此技术也给从事录井工作的工作人员带来了一定的难题。因此, 只有不断的进行科学研究, 利用空气钻井技术的特点不断发展录井技术, 在空气钻井的条件下, 实现录井技术的新型应用, 才能真正适应钻井工程的新要求, 从而为保证我国的石油产业迅速发展奠定基础。
参考文献
[1]迟元林.大庆录井技术在油气勘探开发中的作用及其发展方向[J].大庆石油地质与开发.2005 (S1) .
[2]周尤新, 赵斌.伽马仪在空气钻井条件下的应用[J].西部探矿工程.2010 (05) .