空氣鉆井技術對錄井工作的影響及對策

摘 要：空氣鉆井工藝是一種新型的鉆井工藝技術。為了使用的成功，項目部指定專人負責，分析空氣鉆井錄井過程中存在的難題和風險，組織相關人員進行學習、精心施工。并在實際操作中做好監督驗證工作，有效地解決了空氣鉆井條件下綜合錄井參數標定校驗、綜合錄井異常預報、油氣顯示歸位等方面的難題，保證資料錄取、異常預報的準確性，為空氣鉆井安全實施起到了重要作用。

關鍵詞：空氣鉆井；參數校驗；異常預報；油氣顯示；綜合錄井

由于空氣鉆井技術的機理與常規鉆井技術具有很大的差異，該技術在提高鉆井效率的同時，卻給錄井工作帶來了許多不利的影響。空氣鉆井的特性給現場錄井資料采集及解釋工作提出了新的技術要求，目前常規鉆井條件下的錄井方法已經滯后于鉆井方法的發展。通過對錄井方法的改進，以準確判定地層巖性，及時發現油氣顯示，提高錄井質量就成為現場錄井中的必然選擇。

1 空氣鉆井技術介紹

1.1 工作原理

氣體鉆井就是將壓縮氣體注入井內，依靠環空氣體的舉升能力把鉆井巖屑帶回地面的一種鉆井模式。空氣鉆井是利用地面的空氣壓縮機組提供壓力為1.2～2.0MPa、排氣量為80～130m3/min的高壓空氣，通過供氣管匯注入井架上的立壓管線來替代常規鉆井液，把鉆井過程中產生的巖屑攜帶到地面，經過噴水除塵后由專用管匯排入到沉砂池。

1.2 優點

空氣鉆井與常規鉆井相比的優勢在于：①顯著提高機械鉆速，縮短鉆井周期；②井底清洗及冷卻條件好，延長了鉆頭使用壽命，節省了鉆頭用量；③空氣取之不盡，使用空氣鉆井可以節約用水、減少污染，有利于環境保護；④可有效避免井漏等井下復雜情況的發生。

1.3 空氣鉆井對錄井的不利影響

空氣鉆井時，鉆臺上的立壓、懸重、扭矩、轉盤這些工程參數可正常采集，而泵沖、電導、溫度、密度、池體積、流量等這些與鉆井液鉆井相關的傳感器均無法采集。空氣鉆井技術的應用在提高鉆井效率的同時，給現場錄井工作帶來了一定的不利影響，提出了一些新的問題：①遲到時間的理論計算及實物測量；②氣體的采集方法；③空氣鉆傳感器校驗；④地層出水的檢測及判斷；⑤井下燃爆檢測；⑥油氣層解釋。

2 空氣鉆井錄井方法的初步研究

2.1 遲到時間測量

空氣鉆井所使用的循環介質為氣體，因氣體在井下的變化復雜性，遲到時間的理論計算與實物測量和常規鉆井液條件下有很大的差異。固常規的遲到時間無法計算測量，項目部人員收集并詢問總結遲到時間方法如下：①實測：實測遲到時間則利用空氣鉆井經驗規則、井筒干凈等特點，在起下鉆、接單根時測出鉆頭到底注入氮氣和巖屑返出的時間差值，就是該井深在目前狀態下的巖屑遲到時間；②經驗公式：參照理論遲到時間公式計算出的氣體遲到時間在加上附加值△t，得出經驗公式：T巖屑=T氣體+△t

2.2 油氣水層資料的收集

綜合錄井全烴濃度值直接反映的就是返出氣體內的天然氣。在正常鉆進中，若返出氣體中全烴基本無值，說明未鉆遇氣層；若返出氣體中氣測全烴值上升后達某個基值，說明鉆遇了氣層；當每鉆遇一新氣層，則氣測全烴基值將被抬高，其判斷方法與鉆井液鉆井有相似之處。

空氣鉆井中，無法對槽面、泥漿池體積進行觀察，油氣顯示收集單純依靠氣測錄井來實現。收集參數主要包括鉆時、巖性、氣測值變化及產量。

空氣鉆條件下油氣層井段主要通過氣測值變化來卡取，油氣層井段即氣測值變化井段。由于樣氣通過水出塵，瓶中比如按留有一定空氣，空氣將稀釋氣樣，從而導致氣測值開始升高時較遲鈍，氣測值實際偏小，高峰值滯后，給氣測卡層帶來一定影響，卡層時必須認識到這一點。同時結合鉆時、巖屑、熒光資料綜合分析。

3 實際應用

2014年11月3日03：00，工況：鉆進，井深：2117.45m，立管壓力由0.9MPa上升至1.0MPa，并在持續上升，至3：54立壓上升至1.2MPa，鉆時連續3m持續變大2117m鉆時13.55min/m，2118m鉆時16.68min/m，2119m鉆時24.20min/m。地質撈砂巖屑減少、變濕，錄井人員立即通知技服人員后進行排查發現地層出水。發現出水后，技服人員要求井隊循環觀察，初步估算地層出水量為10m3/h。小隊人員準確判斷出地層出水，并及時預報。

4 結束語

空氣鉆井技術作為近年來快速發展起來的一種鉆井新工藝，在大幅度提高鉆井實效、提高鉆井施工隊伍經濟效益的同時，極大的影響了地質資料的錄取，對錄井行業帶來了全新的挑戰，同時降低了錄井資料的采集品質、巖性剖面的準確性和油氣層的解釋符合率。本文在介紹空氣鉆原理的基礎上，提出了現場空氣鉆井條件下的錄井新方法，包括：現場采樣收集，遲到時間的計算，天然氣監測等。同時，對空氣錄井條件下的地層出水監測技術及燃爆監測技術進行了探討和實踐，可為今后的錄井工作提供借鑒和參考。

參考文獻：

[1]余紅波.空氣鉆井技術難點及對策[J].硅谷，2010（05）.

[2]馬光長，杜良民.空氣鉆井技術及其應用[J].鉆采工藝，2004（03）.

作者簡介：

周靈佐（1983- ），男，湖北鄂州人，畢業于沈陽工業大學工商管理專業，工程師，從事市場開發管理工作。