氣體鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢與新技術(shù)探討

尹守春 杜亮 宋瑞杰 張赫

摘要：早在二十世紀(jì)九十年代，欠平衡鉆井技術(shù)就在我國得到了迅速的發(fā)展，與此同時，氣體鉆井技術(shù)也成為保證機械鉆速、保護油氣層、減少鉆井成本的關(guān)鍵技術(shù)手段。近年來隨著我國現(xiàn)代社會的發(fā)展和多年來相關(guān)技術(shù)人員的技術(shù)攻關(guān)，氣體鉆井技術(shù)開始不斷地完善，應(yīng)用范圍也開始逐漸擴寬，不過在實際應(yīng)用的過程中也暴露出了很多的技術(shù)問題，這在很大程度上限制了氣體鉆井技術(shù)在我國的進一步發(fā)展，不利于我國綜合實力的提升。本文就從氣體鉆井技術(shù)的優(yōu)勢及局限性兩個方面對氣體鉆井技術(shù)進行了分析，并深入探討了氣體鉆井新技術(shù)及其未來發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：氣體鉆井;發(fā)展趨勢;新技術(shù)

引言：從當(dāng)前石油行業(yè)的發(fā)展情況來看，隨著人們對油氣需求的不斷增長，資源供應(yīng)緊張的問題開始逐漸突顯，因此國內(nèi)外很多公司開始嘗試?yán)孟冗M的氣體鉆井技術(shù)和氣體檢測系統(tǒng)以及相關(guān)的配套設(shè)備來達到油層開發(fā)和油層保護的目的，也正是在這種背景下氣體鉆井技術(shù)開始出現(xiàn)在我國，國內(nèi)很多企業(yè)也開始逐漸關(guān)注對氣體鉆井技術(shù)的研究，以此來幫助提升機械鉆速，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益。

一、氣體鉆井技術(shù)的優(yōu)勢及局限性

（一）氣體鉆井技術(shù)的優(yōu)點

1.有效避免卡鉆的情況

在鉆井的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)卡鉆的情況，這樣一來不僅會影響鉆井施工的進度，同時也會對鉆井企業(yè)造成巨大的損失。而氣體鉆井技術(shù)則可以大大縮小鉆井的時間，這樣一來就在很大程度上減少了鉆井過程對鉆具的損害;另外，氣體鉆井技術(shù)的注汽壓力比較低，這樣一來就可以大大降低對鉆具的刺激，充分保證鉆具使用的安全，避免出現(xiàn)卡鉆的情況，同時也可以有效減少鉆井施工安全事故的發(fā)生[1]。

2.發(fā)現(xiàn)儲層并對其進行保護

儲層傷害的過程通常是不可逆的，一旦發(fā)生儲層傷害就會直接影響鉆井過程的順利開展，在空氣鉆井的過程中，由于所使用的循環(huán)介質(zhì)是氣相，依靠井底壓力作為負(fù)壓，這樣一來鉆井液中的固相和液相之間的正壓差就可以消除，并且產(chǎn)層的流體也可以進入到環(huán)空中，之后再經(jīng)過大氣循環(huán)進入到地面，從而達到發(fā)現(xiàn)和保護儲層的效果。

3.減少井漏情況的出現(xiàn)

鉆井過程中如果出現(xiàn)井漏的情況，那么鉆井的成本就會大大增加，這樣一來不僅會消耗大量的經(jīng)濟成本，同時井漏情況的發(fā)生也會給地層造成巨大的傷害。氣體鉆井技術(shù)由于密度窗口的范圍很大，所以可以在各種地層中實現(xiàn)欠平衡工況，這樣一來就可以有效避免井漏狀況的發(fā)生。

（二）氣體鉆井技術(shù)的局限性

氣體鉆井技術(shù)雖然有著很多的優(yōu)點，但是從當(dāng)前氣體鉆井技術(shù)的實際應(yīng)用情況來看，氣體鉆井技術(shù)還是存在一定的局限性，它主要適用于一些不出水的堅硬地層、地層壓力比較低且分布規(guī)律清晰的地層以及嚴(yán)重缺水或者嚴(yán)重漏失的地區(qū)等等，它不適用于高壓油氣層以及含硫化氫的地層、深井區(qū)域也不適用，并且由于氣體鉆井技術(shù)所需的設(shè)備的工藝都比較復(fù)雜，所以相關(guān)技術(shù)人員還是應(yīng)當(dāng)不斷地對其進行創(chuàng)新[2]。

二、氣體鉆井新技術(shù)及其未來發(fā)展的趨勢

（一）氣體鉆井新技術(shù)

1.連續(xù)循環(huán)氣體鉆井技術(shù)

連續(xù)循環(huán)氣體技術(shù)主要適用于出水地層，它可以在接單根或者起下鉆的過程中保持連續(xù)環(huán)，這樣一來可以有效提升鉆井的效率，避免井底積液引發(fā)的井壁坍塌。另外，連續(xù)循環(huán)氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用也可以在有效延長氣體鉆井的井段，從而進一步擴大氣體鉆井技術(shù)的應(yīng)用范圍現(xiàn)階段已經(jīng)在四川、新疆地區(qū)開始試用。

2.出水、出油地層氣體鉆井技術(shù)

從鉆井過程來看，地層出水、出油也是影響干氣鉆井的主要障礙之一，近年來隨著我國現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，相關(guān)企業(yè)也開始針對出水、出油地層進行攻關(guān)，并重點加強了對充氣控回壓等工藝技術(shù)方案的完善，這樣一來就很好地解決了大出水地層地面水處理困難的問題。

3.氣體鉆水平井技術(shù)

現(xiàn)階段氣體鉆水平井技術(shù)已經(jīng)在國外得到了廣泛的應(yīng)用，并且在煤層氣等常規(guī)資源的開發(fā)過程中發(fā)揮了巨大的作用，由于氣體鉆井的過程中，井筒內(nèi)通常沒有鉆井液作為信號傳輸?shù)妮d體，因此井下信號的傳輸也是影響鉆井技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題[3]。國內(nèi)地區(qū)也應(yīng)當(dāng)利用氣體鉆水平井技術(shù)來幫助有效減少鉆井的成本、提升整個過程的產(chǎn)量。

4.儲層氮氣鉆井技術(shù)

由于氮氣的密度相比于鉆井液來說會比較低，所以我們可以在鉆井的過程中利用氮氣作為鉆井循環(huán)的介質(zhì)，這樣一來可以有效減少外來流體對儲層的傷害，從而達到保護油氣層的目的，有效減少井漏情況的發(fā)生，全面提升單井的采收率及產(chǎn)量。另外，由于氮氣鉆完井和非儲層氣體鉆井提速存在巨大的差異，再加上沒有液柱壓力平衡地層壓力，這樣一來井控的安全風(fēng)險就會大大增加，如果出現(xiàn)井控問題也會帶來非常嚴(yán)重的后果，因此尤其企業(yè)必須要派有經(jīng)驗的專業(yè)隊伍來開展施工[4]。

（二）氣體鉆井技術(shù)未來發(fā)展的趨勢

從當(dāng)前我國氣體鉆井技術(shù)的發(fā)展情況來看，在未來發(fā)展的過程中相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)重點關(guān)注設(shè)備的問題，積極借鑒國外先進的經(jīng)驗、引進國外先進的鉆井技術(shù)和鉆井設(shè)備，像空氣螺桿、油層泡沫技術(shù)等都是值得我國借鑒的先進氣體鉆井技術(shù)。不僅如此，隨著開始過程的不斷進行，大部分的油氣田開采都會進入到中后期，在這個階段地層的壓力會逐漸減弱，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)在研發(fā)的過程中加大對這一問題的關(guān)注，并在原本的鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷地對氣體鉆井技術(shù)進行優(yōu)化，從而進一步完善氣體鉆井技術(shù)對深井地層的鉆井工作，在減少鉆井成本的技術(shù)上充分保證鉆井的質(zhì)量和效率。

結(jié)束語：總而言之，現(xiàn)代社會的發(fā)展使得氣體鉆井技術(shù)開始被抓緊應(yīng)用在我國油氣田開采的過程中，但是從當(dāng)前我國氣體鉆井技術(shù)的實際應(yīng)用情況來看還是存在很多的不足，這主要是因為我國氣體鉆井技術(shù)相比于發(fā)達國家起步較晚，當(dāng)前還面臨著很多的困難，需要我們從實踐中不斷地對其進行完善，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)做好相關(guān)的技術(shù)攻關(guān)工作，逐步解決工程復(fù)雜、氣體鉆井技術(shù)應(yīng)用受限的問題，讓氣體鉆井技術(shù)可以更好地為我國現(xiàn)代社會的發(fā)展做出貢獻。

參考文獻：

[1]張曉東，吳臣德，張園，等.氣體鉆井技術(shù)剖析及研究前景展望[J].石油機械，2008（06）：82-85.

[2]張靜偉.氣體鉆井理論的新發(fā)展[J].石化技術(shù)，2018（8）：170-170.

[3]隆清明.氣體鉆井研究進展[J].西部探礦工程，2015，027（002）：59-61，65.

[4]孫君君，魏鋼，宋勝南.氣體鉆井技術(shù)發(fā)展綜述[J].石油知識，2008（4）：22-24.