氮气钻井技术在九龙1井的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇氮气钻井技术在九龙1井的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：综述了九龙1井三开φ311.2mm井眼氮气钻井技术，应用结果表明，在四川通南巴地区下沙溪庙、千佛崖组地层实施氮气钻井作业，提高了机械钻速，缩短了建井周期。

关键词：氮气钻井；九龙1井；通南巴

【分类号】TE328

引言

近几年来，气体钻井在川东北钻井施工中日益成熟，气体钻井技术很好的解决了四川通南巴地区地层岩性致密、可钻性差的问题，有效避免了井壁失稳、易漏、易斜等技术难题，为该区块钻井提速提效提供了有力的技术保障。氮气钻井技术在该井的应用，对海相地层实施氮气钻井，在开钻准备、氮气钻井施工、钻井液转换、井下异常情况的判断处理和硫化氢防护等方面完善了现场施工措施，为今后在通南巴地区大井眼氮气钻井作业总结了经验。

1地质概况与工程简况

1.1地质概况

九龙1井是位于四川盆地川东北通南巴构造带黑池梁断鼻西部倾末端的一口重点区域预探井，完钻井深6033米，完钻层位二叠系长兴组。地层层序：蓬莱镇组、遂宁组、上下沙溪庙组、千佛崖组、自流井组、须家河组、雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组、长兴组，氮气钻井所钻地层为下沙溪庙组、千佛崖组，岩性：紫红色-灰色泥岩、深灰色泥岩、灰色粉砂质泥岩。

1.2工程简况

九龙1井导眼用φ914.4mm钻头钻至井深70.60m，下入φ720mm导管70.6m，一开φ660.4mm钻头钻至井深705m，下入φ720mm表层套管704.12m，二开φ444.5mm钻头钻至井深2341m，下入φ339.7mm技术套管2339.34.12m，三开φ311.12mm钻头进行氮气钻进，钻进井段：2341-2736m，进尺395m，机械钻速5.19m/h。

2本井技术难点及对策

2.1井壁稳定

1）适当增加注气量，避免井底沉砂；

2）控制机械钻速，增加循环时间；

3）增加划眼和循环，结合实际情况，调整短起下频次和密度；

4）如果地层出水，转换为泡沫钻井后，要依据地层出水情况及时补充处理剂加量，使之满足携岩携液要求，提高抑制能力；钻遇不稳定地层前提高井壁稳定保护剂和稳泡抑制剂的量，在增强抑制防塌能力的同时提高携岩性能，保证钻屑及时清除，使井眼畅通。

5）如果判断井壁失稳严重，危及井下安全，立即结束氮气钻井，转换为钻井液钻井。

2.2井身质量

为保证井身质量，避免过早发生井斜，影响机械钻速，本井施工过程中采取以下措施：

1）优化钻具结构，适当增加钻铤数量。

2）严格控制钻压。

3）在钻速快时控制机械钻速在6-8m/h以内，避免钻头沿倾角方向前进。

4）加密测斜，每100-150m测斜一次，及时调整钻井参数。

3氮气钻井在九龙1井的现场应用

3.1井口装置

套管头+钻井四通+2FZ35-105双闸板+2FZ35-105双闸板+FH35-70环形防喷器+旋转控制头SLFDX35-21。

3.2钻具组合及钻井参数

3.2.1钻具组合：

φ311.2mmHJT537GK+630×730+731×730浮阀+SJ-229Ⅲ双向减震器+φ228.6mmDC6根+731×630+测斜挡板+φ203.2mm无磁钻铤1根+φ203.2mmDC7根+631×631双公接头+630×411+178-NC50随钻震击器+631×410+φ177.8mmDC3根+411×520+φ139.7mmDP

3.2.2钻井参数：

钻压：30-50KN转速：60rpm排量：150m3/min立压：2.3MPa

3.3氮气钻进情况

φ311.12mm钻头钻水泥塞及套管附件至井深2341米，气举排液、烘干井眼后开始氮气钻进，钻达井深2723.44m时顶驱憋停，上提下放无效，遇卡，由于钻进过程中无全烃值显示，为解除井下故障，将氮气转换为空气，注气量由150m3/min增加到250m3/min，经多次上提下放活动钻具，随钻震击器震击解卡成功，循环、划眼过程中，扭矩逐渐增加，由8-12KN.m增至最大21KN.m，在2718-2723m井段阻卡严重，频繁憋停顶驱，划眼到底后，试钻进至井深2736米，仍频繁憋停顶驱，上提下放有遇阻卡显示，为确保井下安全，决定结束氮气钻进，起钻至套管内转换泥浆。

起钻15柱至井深2300米后，拆氮气钻井口排沙管线，安装出水管完毕，小排量（12L/S）泵入堵漏泥浆50m3（配方：5%SDL+1%锯末+2%云母+3%GDJ-1+1%GDJ-2+1%贝壳粉+井浆），起钻2柱，灌浆至井口返出（共灌入泥浆220m3，理论计算205m3），循环无漏失后，下钻至遇阻井深2717m划眼至井底2736m开始泥浆钻进。

3.4施工中遇到的主要困难

本井三开φ311.2mm井眼氮气钻进，原计划钻进至气层顶部2810米左右。实际施工过程中，遇到以下困难：

1）本井终止氮气钻井是因为上部地层的垮塌。由于下沙溪庙及千佛崖组地层垮塌严重，地层掉块多，频繁憋停顶驱，增大气量、长时间划眼井下情况无好转，为保证井下安全，实际钻进至井深2736米，提前结束了氮气钻进，比原计划提前74m。

2）本井在φ311.2mm井眼采用氮气钻井，大井眼、长井段岩屑返出困难，需要大排量以维持携砂能力；接单根停气后，井壁上脱落的掉块易落在钻头上造成上提下放有遇阻卡显示。

3）氮气钻过程中由于机械钻速快，并且上部地层自然造斜率高，对井身质量的控制较为困难，虽然通过采用塔式钻具、小钻压等措施，并及时进行测斜，但井斜增长仍较快，对井身质量的控制不理想。

4）在本井氮气钻井施工过程中，由于气体钻井对钻具的冲蚀、磨损及拉伸应力影响较为严重，极易发生钻具事故。

5）氮气钻进由于钻时快，井眼不规则。氮气钻井结束后，为保证井眼畅通，先后下入单扶、双扶通井。由于地层垮塌严重和井眼不规则，划眼过程中扭矩较大，经常憋停顶驱，上提下放遇阻严重，划眼困难，划眼共用时4.02天。

3.5主要应对技术措施

3.5.1为保证井身质量，避免过早发生井斜，影响机械钻速，施工过程中通过优化钻具结构，适当增加钻铤数量，严格控制钻压，在机械钻速快的时候控制机械钻速在6～8m/h以内，避免钻头沿倾角方向前进，同时加密测斜、及时调整钻井参数，防止了井眼相碰，确保了井身质量，也为后续施工提供了保障。

3.5.2加强钻具管理，采取钻具定期倒换、入井前检查、对钻铤和接头探伤，发现不合格钻具严禁入井，避免了钻具事故的发生。

3.5.3氮气钻井过程中，严密监视钻井参数变化及排砂口返出情况，及时判断井下情况，钻进过程中出现了井壁垮塌、钻具无法上提下放活动的情况后，通过将氮气转换为空气并加大排量、上提下放活动钻具震击解卡，及时处理了井下复杂情况。出现井壁失稳严重、危及井下安全情况后，立即结束气体钻井，并根据井下实际情况分段起钻灌浆，未发生漏失，安全顺利转换为钻井液钻井。

4结论与认识

4.1九龙1井三开采用氮气钻井技术，相对常规泥浆钻进，提高了机械钻速，缩短了建井周期，为通南巴地区大井眼氮气钻井作业提供了参考数据。

4.2氮气钻井过程中要保证排量，确保携砂性能，对易垮塌地层应避免钻具在井内静止、定点循环，防止发生坍塌卡钻。

4.3应进一步加强对氮气钻井参数的优化，在提高机械钻速的同时也要根据地层倾角来调整钻井参数，以确保井身质量。

4.4氮气钻井过程中，气体对井壁的冲蚀严重，在易垮塌地层极易从井壁上脱落产生掉块，在长裸眼段的情况下地层垮塌、掉块多的问题更明显，易造成扭矩异常，严重的还会引起卡钻故障，应在地层较为稳定、不宜垮塌的层位应用氮气钻井技术，防止发生井下复杂及故障。

参考文献：

[1]《九龙1井钻井工程设计》

[2]许爱，气体钻井技术及现场应用[J].石油钻探技术，2006，34（4）：14-19