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空气/空气泡沫钻井技术在伊朗19+2项目研究

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摘要:结合伊朗19+2项目钻井难题,研究空气/空气泡沫钻井技术优势与应用,为同类型项目施工积累经验。

关键词:钻井工程 空气/空气泡沫钻井技术 伊朗19+2项目

伊朗19+2项目是一个世界级的钻井难题,难就难在全井上下,严重漏失与严重坍塌并存。碳酸盐岩裂缝地层漏失严重,1100m以上是干层,无承压能力,海平面以下至2450m是盐水层,最高压力系数0.85MPa/100m,从2450m到井底是气层,压力系数只有0.763MPa/100m。页岩地层水敏性极强,遇水严重坍塌。1998年伊朗国家钻井公司曾在T地区打过一口3345m的T-1井,因漏失和垮塌问题严重,主要靠盲钻、油基钻井液和水泥段塞堵漏钻完进尺,建井周期402d。显然,要顺利完成19+2项目,缩短钻井周期,必须采用新的工艺技术进行钻井作业。

1选用空气/空气泡沫钻井技术优势

由于空气/泡沫的密度低,井内液柱压力达到最低值,使井底形成一个很大的负压,钻头在负压下旋转导致岩石爆裂、破碎,从而最大限度地提高了地层的可钻性,空气/泡沫钻井比使用常规钻井液的机械钻速可提高5~10倍。鉴于此,通过多次组织国内著名钻井、泥浆、钻井设备专家和与空气钻井工艺相近工艺(如空气泡沫钻井工艺)实践单位,展开充分的技术讨论、研究,确定应用空气/空气泡沫钻井技术。

2空气/空气泡沫钻井技术在伊朗19+2项目应用

2.1设备配套

Rig16: 加拿大300立方米/分能力空气设备一套

Rig17:新疆局空气设备一套 75立方米/分 能力

川局空气设备一套 125立方米/分 能力

Rig18: 加拿大300立方米/分能力空气设备一套

2.2修改设计、完善空气、空气泡沫钻井工艺

(1)钻井液:

(2)井身结构:

下30”套管主要是满足空气钻井工艺安装旋转头,改为下30米(原185米);下20”套管主要是封固550米处水层,没有必要下至Lafan层顶部(约850米)。

2.3TABNAK构造实钻情况:

A,钻井液性质与排量对钻速的影响:

B、空气钻井实钻中发生的问题

5 ?”钻杆盐水腐蚀;9”随钻震击器冲蚀、腐蚀;8”减震器早期失效、断裂;36”扩眼器支撑座不耐磨,早期失效;旋转头胶芯使用寿命短;套管头内防磨套未固定,冲出卡在BOP内;泡沫钻井液回收再利用。

3评价

3.1根据国内钻高压气井的经验成果和现场实际情况,有效缩短钻井周期,降低钻井成本。30″套管下深由185米改为50米左右(减少150米)。20″套管下深由850米改为550米左右(减少300米)。在TBK-3井,17 ?″井眼首次采用干空气钻井工艺完成Lafan地层131米井段,纯钻时11:39,实现空气钻井工艺技术在伊朗的重大突破。钻井液体系由6套改为3套.实践证明,空气泡沫钻井液配方完全能满足井下条件需要,TBK-2井完成后,其他各井均采用6″裸眼完井。

3.2形成复杂地层成套空气钻井工艺。TBK-15井,12 ?″井眼钻进,放空5米,采用空气泡沫安全盲钻1496米,历时17天,顺利完成95/8″套管固井作业。TABNAK构造95/8″套管(2590米)以上,采用可循环泡沫、干空气、稳定/硬胶泡沫钻井液体系,成功的完成了在完全漏失、放空漏失、严重垮塌、缩径、出盐水等井下复杂条件的安全、快速钻井。

3.3全部使用CNPC研制的水泥添加剂完成固井作业,全部使用CNPC研制酸化添加剂完成酸化作业,80%采用国内无毒化钻井液材料。80%钻头采用国内产品。且从第一口井使用20只钻头减少到每口井仅使用10只钻头。