空气钻井

摘要： BZ区块巨厚砾石层空气钻井提速提效试验成效显著,为了确保空气钻井成功实施,需要对钻井方案进行优化设计;从影响空气钻井成败的两大客观因素出发,通过井区邻井资料分析,对BZ区块巨厚砾石层进行空气钻井可行性进行了分析,在BZ701井优选了压实程度较好的3000~5000m砾石层准成岩段与成岩段进行空气钻井;针对沉砂难以清理问题,设计采用了连续循环钻井工艺技术,通过合理调参数,沉砂控制在20m以内,保障了空气钻井安全钻进;同时针对井斜控制问题,设计了11寸非标钻具组合,增强了钻具组合的刚性、增大了钟摆力,达到了稳斜降斜目的;通过方案优化设计,现场应用取得了良好的效果,为钻井工程实现了提速提效。

摘要： 塔里木盆地库车山前构造带砾石沉积厚,可钻性差,研磨性强,钻头消耗多,钻井提速困难,通过应用连续循环空气钻井,机械钻速显著提高,并快速通过恶性井漏复杂层段,显著缩短钻井周期。因此BZ24井在井段3272~4509 m进行连续循环空气钻井,进尺1237 m,平均机械钻速6.22 m/h,仅消耗牙轮钻头2只,并首次应用“Φ279.4 mm双扶钟摆钻具组合”进行空气钻井,最大井斜4.02°,平均井斜1.71°,同比钻井液钻井节约时间22.3 d,为塔里木油田博孜区块巨厚砾石层的空气钻井的应用提供技术支撑,并对BZ24井空气钻井进行生产成本评估,节约钻井成本达千万元,经济效益显著。

摘要： 大河边向斜是六盘水具有较好开发前景的区块,丛式井是大河边向斜煤层气开发中应用较广的一种井型。针对煤层气低成本运行模式及贵州岩溶地区地层特征,通过对一开空气钻井技术、钻头选型、钻具组合、钻井液性能、钻进参数等几个方面研究,得出适合大河边向斜煤层气丛式井的快速钻井技术。此外,设计制作的钻机整体移动装置和工序衔接优化也将大幅度缩短钻井周期,快速钻井技术的应用为煤层气低成本、高效、大规模开发奠定了良好基础。

摘要： 大河边向斜是六盘水具有较好开发前景的区块,丛式井是大河边向斜煤层气开发中应用较广的一种井型.针对煤层气低成本运行模式及贵州岩溶地区地层特征,通过对一开空气钻井技术、钻头选型、钻具组合、钻井液性能、钻进参数等几个方面研究,得出适合大河边向斜煤层气丛式井的快速钻井技术.此外,设计制作的钻机整体移动装置和工序衔接优化也将大幅度缩短钻井周期,快速钻井技术的应用为煤层气低成本、高效、大规模开发奠定了良好基础.

摘要： 博孜区块位于新疆库车坳陷克拉苏构造带西部,是塔里木油田"十四五"期间3500×104 t油气产量建设工作的重点区块之一.该区域内分布有巨厚砾石层,其抗压强度高、非均质性强、可钻性差,从而导致常规钻井机械钻速低,钻头耗用多,钻井周期长,严重制约了该区块的增储上产进程.文章采用离散元方法,对砾石层空气钻井井壁失稳机理进行了分析,通过优化空气钻井参数和钻具组合,进行了注气量优化和防斜打直探索,通过试验连续循环钻井技术,解决了井底沉砂多易造成井下复杂的难题.2013年以来,在新疆博孜区块开展了9井次空气钻井提速探索试验,平均机械钻速达4.81 m/h,取得了良好成效.

摘要： 博孜区块巨厚砾石层常规钻井机械钻速低、钻井周期长,分析近年来砾石层提速工艺技术,发现空气连续循环钻井技术是巨厚砾石层提速的一项关键技术.总结目前博孜区块空气连续循环钻井应用实践情况,发现井斜控制与沉砂清理仍然是巨厚砾石层空气连续循环钻井的难点与重点.分析认为影响砾石层井斜控制的主要因素为地层倾角,建议适当放宽井斜控制范围以提升机械钻速;影响沉砂厚度的主要因素为地层成岩性,建议在起下钻、测斜过程中,通过适当延长循环碰撞时间以及改变排量大小,控制沉砂厚度.

摘要： 杨柳1井为普光气田周边区块的一口预探井,设计井深5850.00?m,因陆相地层软硬交错、倾角大、须家河组研磨性强和裂缝性地层发育等问题,导致钻井过程中存在提速困难、井身质量控制难度大、钻井液漏失量大等技术难题.为此,根据该井地层岩性特征,优选应用了泡沫/空气钻井技术以提高上部陆相地层机械钻速、"螺杆钻具+复合钻头"钻井提速技术以提高须家河组高研磨性地层机械钻速、预弯曲动力学防斜打快技术以提高井身质量、裂缝性地层防漏堵漏技术以提高堵漏成功率,确保该井顺利钻至井深5890.00?m完钻,平均机械钻速2.77?m/h,与邻井相比有较大幅度的提高,且未出现严重的井下故障,减少了钻头使用量,缩短了堵漏时间,取得了良好的经济效益.杨柳1井实现了钻探目的,完善了该区块的地质资料,为今后该区块的钻井积累了提速经验.

摘要： 近日,西南石油工程公司重庆钻井分公司申报的“一种空气钻井防燃爆导流装置”、“旋转接头”两项实用新型专利通过审核,获得国家知识产权局授权。据悉,该公司申报的“一种空气钻井防燃爆导流装置”专利,能够快速有效地将下套管作业时井筒中的天然气吸附,并排放到燃烧池燃烧,使井筒中纯净的天然气不会溢出旋转防喷器到钻台,确保下套管作业的安全。“旋转接头”专利是当钻井水龙头、顶驱损坏时,能用其快速建立循环,即使高压软管易缠绕,也能够转动钻具,大大降低了井内安全风险及井控风险。这两项专利的获得,进一步增强该公司技术实力,对减少井下复杂情况,实现安全开采起到积极的作用。

摘要： 空气钻井的井壁稳定性主要取决于岩石内聚力与临界内聚力的关系,此时传统的地层坍塌压力计算方法已不能准确地判断地层是否适合空气钻井,利用测井资料对已钻井段进行空气钻井的地层适应性分析便成为钻新井需要解决的问题之一.为此,根据空气钻井的要求,首先进行单井剖面油气水层的测井解释,然后从传统的地层坍塌压力计算方法出发,依据井壁稳定性准则,建立了判定空气钻井井壁稳定性的临界内聚力计算新方法,通过比较逐点计算的岩石内聚力与临界内聚力数值,便可以判断出哪一个井段适用于空气钻井.研究结果表明,计算新方法可定量推荐、优选适合空气钻井的井段,其判断结果是对比测井解释成果图中的岩石内聚力与临界内聚力曲线的数值来确定适用空气钻井的井段.通过对四川盆地东部黑楼门构造楼探1井520～7 265 m井段测井资料的岩石力学计算分析,给出了该井适合空气钻井的井段:下三叠统嘉陵江组二段—中志留统韩家店组的1 910～3432m、下志留统龙马溪组—中寒武统高台组的4345～6690m.结论 认为,该研究成果为该区乃至整个四川盆地实施空气钻井提供了重要的参考依据.

摘要： 库车山前构造带巨厚砾石层段的钻井速度严重制约着区域油气资源高效勘探开发,实钻过程中普遍表现出机械钻速慢、单只钻头行程进尺低、地层造斜能力强及因蹩跳钻引发井下钻具失效事故频发等特点,部分井仅巨厚砾石层段的钻进用时超过200 d.经过近十年的钻井技术快速发展,塔里木油田形成了针对库车山前不同砾石成岩形态的配套钻井提速工艺,取得了较大的技术进步.文章首先简述了库车山前巨厚砾石层未成岩段、准成岩段和成岩段三种沉积发育特点及钻井难点,指出了目前巨厚砾石层普遍应用的垂直钻井系统、空气钻井、涡轮+孕镶钻头与双摆工具钻井提速技术的应用优缺点,同时以BZ7井与BZ18井为例对比分析了不同提速技术的应用效果,对于同类型巨厚砾石层的钻井提速具有借鉴意义.

摘要： 基于PX-1井常规钻井难点分析,论证了PX-2井三开花岗岩地层实施空气钻井的可行性.结合花岗岩地层致密、高抗压强度、硬脆性等特点,优化设计了空气钻井注气排量,通过现场试验,取得以下认识:①花岗岩密度较砂泥岩大25％～30％,为满足正常携岩所需的空气排量相应提高25％～30％;②基于花岗岩致密、井下微出水,要求花岗岩地层采取控时钻进手段,控时8～12min/m可确保井下安全;③花岗岩地层中含有裂隙充填物、角闪石等组分,存在交界面和微裂缝发育、松散等情况,钻进期间快钻时井段易破碎、井壁不稳定;④牙轮钻头对花岗岩地层具有很好的适应性,该井一趟钻进尺293m,平均机械钻速5.23m/h,同比邻井提速1.16倍.PX-2井的空气钻井试验对指导今后花岗岩地层的科学施工积累了宝贵经验.

摘要： 为缩短兴隆气田空气钻井周期,降低钻井成本,需对地下水水位进行预测.结合粒子群算法(PSO)和支持向量机(SVM),提出了一种新的空气钻井地下水水位预测模型.该模型利用了粒子群算法快速全局优化特点和支持向量机求解速度快、易描述非线性关系的优良特性;粒子群算法用于搜索支持向量机的最优参数,然后将支持向量机用于地下水位预测.结果表明,该模型具有收敛快、预测精度高等特点,在空气钻井地下水位预测中具有一定的工程应用价值.

摘要： 空气钻井具有提高钻速、降低井下井漏复杂性、减少材料消耗等优势,是川东北地区钻井提速的重要方式之一.本文从空气钻井应用的实际效果出发,分析研究空气钻井经济效益的表现形式,根据"有无对比"原则识别了空气钻井的费用与效益,界定了经济效益的测算范围和方法,并构建了综合评价的指标体系,以老君1井的应用为例进行了测算.该方法的应用可为气体钻井技术在川东北探区的推广应用及投资效益测算提供依据.

摘要： 建立了钻柱振动有限元模型,对空气钻井钻柱振动特性进行了数值模拟.研究表明,扭转和纵向振动固有频率数值较大,共振区域窄,横向振动固有频率很小,且各阶频率间隔小,共振区域宽;钻柱扭转、纵向和横向振动特性受钻柱长度影响很大.空气钻井中钻柱纵向和横向振动固有频率,与常规钻井中钻柱振动固有频率相比要高很多.谐响应分析表明,钻井液的存在使钻柱低频共振响应显著加强,而高频共振减弱;钻井液对钻柱安全有积极的影响.

摘要： 为了加快塔里木盆地山前井的勘探开发进程,进一步提高钻井速度,近两年来,油田公司运用空气钻井技术提高钻井速度和控制井斜、井漏的实验在大北地区取得了优异成绩:大北6井在308.47～953m井段实施空气、雾化钻井,进尺644.53m,平均机速7.74m/h;大北5井在307.18～835m 井段实施雾化钻井,进尺527.82m,平均机速9.77m/h.与使用钻井液钻井的临井大北301井同井段相比:大北6井钻井速度提高了5.27倍;大北5井钻井速度提高了6.65倍;井斜均控制在了1°左右.本文从风险及难点分析、工程设计、现场施工等方面对空气、雾化钻井技术做了介绍.

摘要： 针对川南永川海相页岩储藏平均井深4000m、岩性致密、可钻性极差、多套压力系统并存等工程地质难点,以深层水平井提速为目标,优化三开制井身结构,对复合钻井、垂直钻井以及旋转导向等关键技术进行应用研究,复合钻井同比提高80-639.7％,垂直钻井提高242-464％、空气钻井提高2.7倍,旋转导向钻井提高57％;各开次优选钻头钻速,有效进尺提高50％,提速52.7-165.8％,缩短钻井周期50％以上.现场应用表明,集成技术应用后同比邻井相同井深,平均钻速提高105.5％,节约钻井周期88.4天,综合节约近2000万元.

摘要： 空气钻井钻遇出水、出油地层时,细碎岩屑易于黏附成团从而造成卡钻.基于低表面张力快速渗透分散破坏泥团原理,采用静态表面张力测定、润湿角测定、定时面积法,圆片帆布法、滚动回收率测定以及粒度分布测定等评价方法对9种表面活性剂的渗透性、分散性进行评价.实验结果表明,表面活性剂CJY具有强渗透性和强分散性,加入柴油后溶液碎解破坏黏土泥团效果好.

摘要： 为了加快塔里木盆地山前井的勘探开发进程,进一步提高钻井速度,近两年来,油田公司运用空气、雾化钻井技术提高钻井速度和控制井斜、井漏的实验在大北地区取得了优异成绩:大北6井分别在308.47～953m、3902～5012m井段实施空气、雾化钻井,进尺分别为644.53m和1110m,平均机速分别为7.74m/h和6.59m/h;大北5井在307.18～835m井段实施雾化钻井,进尺527.82m,平均机速12.72m/h.与使用钻井液钻井的临井大北301井同井段相比:大北6井钻井速度分别提高了5.27倍和3.7倍;大北5井钻井速度提高了8.65倍;井斜均控制在了1°左右。本文从风险及难点分析、工程设计、现场施工等方面对空气、雾化钻井技术做了详细介绍。文章指出，通过空气雾化钻井可以有效提高库车组厂康村组巨厚砾石层钻井速度，从岩性特征看，吉迪克组和苏维依组中砾石和泥岩与库车组和康村组相近，且临井泥浆实钻过程钻时较慢，该类地层也可以进行空气或雾化钻井提速；空气雾化钻井不仅适应上部井段的提速，而且在3900m以下的中深部地层同样适用；在地层产水量达到70m3/h情况下，井下裸眼段褐色泥岩并未失稳，即仍然可以进行长裸眼井段的雾化钻井；通过雾化钻井发现，整个库车组和康村组在KC1基液浸泡10天左右，井壁稳定，为下一步井底进行泥浆转换奠定了基础，从而有效缩短泥浆转换时间，节约了成本；采用双通道旋转控制头加双翼直通排砂管线，是空气钻井有效的地面排砂管线的合理布局。

摘要： 基于CFD对空气钻井井筒二维稳态气固两相流场进行模拟分析,得到气固两相压强与速度分布.结果表明:增大注入压力,可有效提高机械钻速,但过大注入压力会导致流体对井壁和钻具的冲刷加剧,近环空井口钻具因受显著冲蚀而缩短使用寿命.通过改变注入压力进行多组次模拟,找寻环空流速介于最小携岩速度和冲蚀临界速度之间的注入压力范围,算例井的优选范围为1.1～1.7MPa,与现场数据吻合较好.

摘要： 本文通过分析煤层气与常规天然气的不同点，总结分析了5种煤层气开采的钻井方式和2中非常规完井技术。本文特别推荐在煤层气开发中应用羽状水平井和U/V型钻井新技术以及裸眼洞穴和塑料衬管完井新技术。这些新技术的大量应用，可大幅度提高煤层气的采气速度和最终采气量。本文可为我国煤层气的现场开发提供一定的借鉴作用，并为我国煤层气开发的理论研究指出方向。

摘要： 本发明公开了一种适用于空气钻井的连续循环钻井工艺，它包括以下步骤：在中心单向阀（2）的阀板A（7）上设置密封部A，在阀体A（6）上设置密封配合部A，在侧向立式单向阀（3）的阀板B（12）上设置密封部B，在阀体B（11）上设置密封配合部B；正常钻井作业时，将管路A连接中心单向阀（2）向钻杆内供气；需要拆装钻杆时，将管路B连接至侧向立式单向阀（3）向钻杆内供气。本发明的有益效果是：可有效控制井眼环空的当量循环密度、有效保持井眼压力稳定；缩短了钻井时间，对降低钻井成本具有重大意义。

摘要： 本发明公开了一种空气钻井中水、砂、空气排出物的测量装置及其方法，装置包括连接在水、砂、空气排出物的管路的气-液固分离器、倒U型管，倒U型管的上升段有第一压差传感器，其下降段设有第二压差传感器；倒U型管通过管路上设置的文丘里管和混合器与排出物管路的出口连接；气-液固分离器上依次设有单向阀门、压力计和文丘里喷嘴，并通过管路与混合器连通；压力计、文丘里管喷嘴、文丘里管、第一压差传感器、第二压差传感器还分别与计算机相连接。文丘里管喷嘴用于测量气体流量，并由压力计修正气体密度，文丘里管测量该倒U型管两侧的压力差，得到水、砂的相比率；计算机根据多相流体理论联立求解，即可得到水和砂的体积或重量流量。

摘要： 本发明涉及一种在非储层空气钻井中防止井下燃爆的方法，包括：在气体注入管线上安装压力、温度、流量、湿度、氧浓度传感器；在排砂管线全长2/3处内外分别安装压力、温度、湿度传感器；在排砂管线全长约2/3处连接气体取样管线，气体经过除尘、脱水、干燥处理后，进入气体监测管段，该监测管段设置氧浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、氮氧化合物浓度、硫化氢浓度、甲烷浓度、甲醛浓度、乙醛浓度传感器；监测管段连接红外全烃组份传感器和气相色谱仪；进行含油气地层的随钻识别、井下燃爆状态的识别或井下燃爆控制的动态决策与实施。本发明能够有效防止空气钻井钻遇微含油气地层时可能发生的井下燃爆，实现非储层地层的安全、快速、低成本钻进。

摘要： 本发明公开了一种适用于空气钻井的连续循环钻井工艺，它包括以下步骤：在中心单向阀（2）的阀板A（7）上设置密封部A，在阀体A（6）上设置密封配合部A，在侧向立式单向阀（3）的阀板B（12）上设置密封部B，在阀体B（11）上设置密封配合部B；正常钻井作业时，将管路A连接中心单向阀（2）向钻杆内供气；需要拆装钻杆时，将管路B连接至侧向立式单向阀（3）向钻杆内供气。本发明的有益效果是：可有效控制井眼环空的当量循环密度、有效保持井眼压力稳定；缩短了钻井时间，对降低钻井成本具有重大意义。

摘要： 本发明公开了一种空气钻井中水、砂、空气排出物的测量装置及其方法，装置包括连接在水、砂、空气排出物的管路的气－液固分离器、倒U型管，倒U型管的上升段有第一压差传感器，其下降段设有第二压差传感器；倒U型管通过管路上设置的文丘里管和混合器与排出物管路的出口连接；气－液固分离器上依次设有单向阀门、压力计和文丘里喷嘴，并通过管路与混合器连通；压力计、文丘里管喷口、文丘里管、第一压差传感器、第二压差传感器还分别与计算机相连接。文丘里管喷嘴用于测量气体流量，并由压力计修正气体密度，文丘里管测量该倒U型管两侧的压力差，得到水、砂的相比率；计算机根据多项流体理论联立求解，即可得到水和砂的体积或重量流量。

摘要： 本发明属于钻井技术领域，具体涉及具有冲击功能的空气钻井钻头，包括：冲击器部分和冲击钻头部分；其中，冲击器部分包括：逆止阀、配气座、气缸、弹簧A、活塞及导向套；冲击钻头部分包括钻头主体、冲击钻杆、弹簧B及冲击座；其技术方案是：空气经上接头空腔推开逆止阀，进入配气座和气缸；气缸外侧与外壳间留有空隙，空气可经气缸径向孔进入活塞与气缸间留有的间隙和导向套的周向孔，实现活塞的轴向运动并撞击下部冲击座；冲击钻杆随活塞不断撞击冲击座产生冲击以实现高效破岩；本发明涉及钻井领域，具有提速增效的效果，能有效地提高井下破岩的效率，可适用于石油天然气钻井及相关领域。

摘要： 本发明属于钻井技术领域，具体涉及具有冲击功能的智能空气钻井钻头，包括：冲击器部分和测试部分；其中，冲击器部分包括：逆止阀、配气座、气缸、弹簧A、活塞及导向套；测试部分包括桥路变换电路、桥路激励电路、信号采集电路、信号放大电路、信号滤波电路、系统自校准电路、微控制器；其技术方案是：空气经上接头空腔推开逆止阀，进入配气座和气缸；气缸外侧与外壳有空隙，空气经过气缸径向孔，进入活塞与气缸间的间隙和导向套的周向孔，驱动活塞产生冲击，传递至下部钻头，实现高效破岩；同时，位于活塞下表面的应变片测试冲击应变结果；本发明涉及钻井领域，具有提速增效、智能测试的效果，能有效提高破岩效率，可适用于石油天然气钻井工程及相关领域。

摘要： 本实用新型公开了一种基于光学原理的空气钻井防斜打直井下辅助钻井工具，圆环支架的中心位置安装有关节连杆，关节连杆的下端与球形关节轴承的内圈固定连接，球形关节轴承的外圈连接有实心重力圆柱，实心重力圆柱的下端设有键槽，键槽内安装有红外线光源，红外线光源的下方设有安装于钻杆内的圆环结构，红外线光源位于圆环结构的中轴线上，圆环结构的内壁均匀设有多个感光元件，每个感光元件上均安装有光敏电阻电路、光强度测量仪器，灯L1、光强度测量仪器分别通过A/D显示模块与单片机连接，单片机与垂直钻井系统连接。基于光学原理在空气钻井作业条件下准确测量出井斜角，配合垂直钻井系统调整井斜角度，提高钻井作业效率。

摘要： 本实用新型涉及石油钻井用的一种空气钻井用空气锤，主要由主体A和锤头B两部分组成，主体A由本体(1)和下接头(2)等组成，且下接头(2)的外表面呈阶梯状；锤头B由护套(3)和锤头(4)两部分组成，且护套(3)与锤头(4)之间采用反扣螺纹连接，护套(3)套装在下接头(2)上，其内部预留的台阶与下接头(2)外表面的台阶可相互形成配合，护套(3)的外表面有一定数量周向均布的凸键，且在凸键的右侧敷焊有一定长度硬质合金。本实用新型利用护套(3)与下接头(2)之间的台阶相互配合，防止在空气锤内部零件失效的情况下钻头掉落的情况，护套3外部的凸键可解决因钻头磨损造成的井眼缩径，敷焊的硬质合金可进行倒划眼。

摘要： 本实用新型涉及钻井工程录井技术领域，且公开了一种用于空气钻井录井的脱气装置，包括用于安装脱气装置的气体返出管，气体返出管的管壁开设有螺纹孔，且螺纹孔的螺纹连接有外部过滤钢圈，外部过滤钢圈的顶端外壁开设有连接螺纹，外部过滤钢圈的内侧设有内部过滤网筒，内部过滤网筒的顶端外壁与外部过滤钢圈的外壁共同连接有卡扣式密封环组件，内部过滤网筒的顶端外壁固定套接有过滤罩。本实用新型使气体循环介质钻井用脱气装置具有防堵塞的功能，不仅能够提高脱气机工作的可靠性，还提高了气体循环介质钻井的效率，而且脱气装置还具有气体干燥的功能，进而保障气体中全烃含量检测的准确性。