天然氣井鉆井工藝技術探討

牛海龍

摘要：為了提升天然氣鉆井的安全性、可靠性，使井控技術效能從單純的防止井噴發展到提升鉆井效率、保護油氣層、防止環境污染等，應從強化鉆井異常監測手段、提升井控配套設備研發、完善壓力控制鉆井技術、提升突發事故處理水平等方面出發，使天然氣鉆井井控技術邁上新的臺階。

關鍵詞：天然氣井；鉆井工藝；技術

為了達到某區域天然氣井鉆井的技術要求，有必要研究適合該區塊的天然氣井的鉆井工藝技術措施，經過精細的設計，優選鉆具、優化鉆井液體系、應用合適的鉆頭進行鉆探，鉆探出優質的水平井，達到某區塊水平井鉆探的效率。

1天然氣井鉆井工藝技術措施

1.1欠平衡鉆井工藝技術措施的應用

在該區塊實施了欠平衡鉆井技術措施，利用氣體鉆井液，減少油層的污染。由于沒有液體進入氣層，有效地保護了產氣層。氣體鉆井技術措施，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。應用的欠平衡鉆井的鉆井液優選氮氣或者天然氣，不斷提高該區塊的鉆井效率，降低鉆井施工成本，使天然氣井的鉆探達到最佳的狀態。

1.2天然氣井鉆井井口裝置的優化

在某區域實施天然氣井鉆井施工過程中，為了有效地防止井噴事故的發生，優化井口裝置，保證井口的密封條件，保證了天然氣井鉆探的安全。在實施欠平衡鉆井施工時，采用井控的井口裝置，保證鉆井施工的安全。將旋轉防噴器與萬能防噴器和雙閘板防噴器進行組合應用，達到最佳的防噴效果。

1.3提高鉆速的技術措施

應用氣體鉆井工藝技術措施，能夠大幅度提高機械鉆速。氣體鉆井施工過程中，由于地層孔隙的壓力會產生對井內的推力，幫助井底巖石破碎，有助于鉆頭的順利鉆進。因為井筒內沒有液柱的存在，對井底不會產生過高的壓力，在井底未破碎的巖石區域產生一個低壓區，有利于鉆頭的作用，提高機械鉆速。在氣體鉆井施工時，有利于巖石的破碎，并能夠及時攜帶出井，避免井下的巖屑床的存在而污染井筒，給固井施工帶來危害。對于氣體鉆井工藝技術措施的應用，優選牙輪鉆頭，滿足氣體鉆井的需要。提高鉆頭的鉆進速度，降低對鉆頭的磨損，借助于氣體鉆井方式的優勢，減少對氣層的影響，提高天然氣井的開采效率。

1.4天然氣水平井井眼軌跡控制技術措施

為了降低某區域天然氣水平井的鉆探施工難度，優化設計井身剖面，確定入靶的精度，保證井眼軌跡符合設計要求。在直井段的鉆探施工中，采用塔式的鉆具組合，達到最佳的鉆探效果。造斜井段采用單彎的螺桿鉆具，達到井眼軌跡的斜度，滿足鉆井施工設計的要求。對于水平井段的鉆探施工，采取多種鉆井方式的實驗，優選適合具體天然氣井的鉆井施工技術措施，使其達到最佳的鉆探效率。如導向鉆具的應用，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。還能夠運用鉆盤鉆進的方式，保證水平井段的井斜角達到設計要求。

2天然氣井井控技術

2.1排除溢流壓井。溢流是井噴的前兆，發現溢流要及時做好壓井工作，重建井內平衡能夠大大減少井噴失控的發生，在壓井過程中，要根據記錄的鉆井液數據及溢流情況，合理配制鉆井液密度，保持井底壓力略大于地層壓力，通過一個循環周來完成壓井作業。此外，發現溢流后可以關井，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個循環周期。起鉆時抽汲作用或是空井時間過長，導致地層氣體進入鉆井液，為了防止這種情況發生導致溢流，可以采取以下方法：①迅速關井，將井筒內氣體排出；②控制住井口壓力，保持井筒內壓力平衡，釋放出壓井液，使井筒內氣體上升至井口排出；③控制好套壓，使用節流閥釋放部分壓井液，之后關井，待氣體上升，然后重復釋放壓井液關井作業，直至井筒內氣體排出。

2.2加強鉆井工藝控制。對于有淺層氣的鉆井，使用防噴器關井易導致井口塌陷，可以安裝分流設備，當鉆開淺層氣后，可以采用大排量鉆井液配合小井眼鉆井的方法繼續鉆進，要密切關注井口鉆井液流量變化及池體積變化情況，當出現溢流情況時，不能簡單關井，要采取分流放噴的方法，先小幅上提鉆具，然后停泵檢測溢流情況，再打開分流器向下風口分流，最后將泵排量開至最大，向井筒內泵入配制好的鉆井液，通過循環鉆井液來控制井筒內壓力。

2.3井噴失控、著火的處理。天然氣井發生井噴時，必須迅速采取最佳處理方法，將損失控制到最小。發生井噴的瞬間，井控最核心的工作就是保護井口、保證井場人員安全和防止著火等，采取應急措施包括：①首先要迅速采取措施保護井口，向井口內持續注水，同時對井口噴出的油氣進行噴水，確保不會發生著火事故，保護井口；②保護井場人員安全。應測量井口有毒有害氣體含量，在上風口劃分安全區域，迅速組織井場人員撤離到安全區域，防止發生中毒事故；③防止著火，做好防爆工作。應迅速斷電，關閉相應的井場設備，設置警戒線，警戒線內嚴禁一切動火措施，將易燃易爆物品搬離危險區域；④使用各種井控設備，迅速壓井，使井內壓力重新達到平衡。當井噴著火后噴式不減，越噴越大時，必須迅速滅火，然后換裝新井口，進行壓井作業（4）采取預防措施。天然氣井一旦發生井噴失控，易造成爆炸著火，不僅危及現場作業人員人身安全，還會造成機毀人亡、油氣井報廢等危害，因此在開鉆之前都要做好相應的應急預案，具體可以從以下幾個方面入手：①做好鉆井設計，編制鉆井工程方案，對于區域內淺層氣含量較高的地區，在滿足生產需要的情況下盡量避開淺層氣；②井口應安裝分流裝置、鉆井參數監測儀器、鉆井液液面檢測儀、報警裝置等；③下表層套管時，套管下入深度應該能夠封住疏松地層，防止壓井時出現地層壓裂的情況；④鉆前應準備充足的重晶石粉等加重材料，開泵時應逐漸增大泵排量，防止排量過大憋漏疏松地層，固井前應增大鉆井液密度，防止固井期間出現井噴事故；⑤起鉆前停泵時間不宜過長，起鉆時要密切關注鉆井液上返情況，向井筒內及時灌滿鉆井液，使鉆井液滿足起鉆要求。

結論

應用氣體鉆井工藝技術措施，大大提高機械鉆速，縮短鉆井周期。促進天然氣水平井的鉆探施工，采用先進的鉆井工藝技術措施，鉆探出更多優質的天然氣水平井，提高天然氣田的產能，使某區域的天然氣生產達到最佳的狀態。

參考文獻：

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