氣體鉆井技術的發展趨勢與新技術探討

尹守春 杜亮 宋瑞杰 張赫

摘要：早在二十世紀九十年代，欠平衡鉆井技術就在我國得到了迅速的發展，與此同時，氣體鉆井技術也成為保證機械鉆速、保護油氣層、減少鉆井成本的關鍵技術手段。近年來隨著我國現代社會的發展和多年來相關技術人員的技術攻關，氣體鉆井技術開始不斷地完善，應用范圍也開始逐漸擴寬，不過在實際應用的過程中也暴露出了很多的技術問題，這在很大程度上限制了氣體鉆井技術在我國的進一步發展，不利于我國綜合實力的提升。本文就從氣體鉆井技術的優勢及局限性兩個方面對氣體鉆井技術進行了分析，并深入探討了氣體鉆井新技術及其未來發展的趨勢。

關鍵詞：氣體鉆井;發展趨勢;新技術

引言：從當前石油行業的發展情況來看，隨著人們對油氣需求的不斷增長，資源供應緊張的問題開始逐漸突顯，因此國內外很多公司開始嘗試利用先進的氣體鉆井技術和氣體檢測系統以及相關的配套設備來達到油層開發和油層保護的目的，也正是在這種背景下氣體鉆井技術開始出現在我國，國內很多企業也開始逐漸關注對氣體鉆井技術的研究，以此來幫助提升機械鉆速，保證企業的經濟效益。

一、氣體鉆井技術的優勢及局限性

（一）氣體鉆井技術的優點

1.有效避免卡鉆的情況

在鉆井的過程中經常會出現卡鉆的情況，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造成巨大的損失。而氣體鉆井技術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，避免出現卡鉆的情況，同時也可以有效減少鉆井施工安全事故的發生[1]。

2.發現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，由于所使用的循環介質是氣相，依靠井底壓力作為負壓，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，并且產層的流體也可以進入到環空中，之后再經過大氣循環進入到地面，從而達到發現和保護儲層的效果。

3.減少井漏情況的出現

鉆井過程中如果出現井漏的情況，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濟成本，同時井漏情況的發生也會給地層造成巨大的傷害。氣體鉆井技術由于密度窗口的范圍很大，所以可以在各種地層中實現欠平衡工況，這樣一來就可以有效避免井漏狀況的發生。

（二）氣體鉆井技術的局限性

氣體鉆井技術雖然有著很多的優點，但是從當前氣體鉆井技術的實際應用情況來看，氣體鉆井技術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律清晰的地層以及嚴重缺水或者嚴重漏失的地區等等，它不適用于高壓油氣層以及含硫化氫的地層、深井區域也不適用，并且由于氣體鉆井技術所需的設備的工藝都比較復雜，所以相關技術人員還是應當不斷地對其進行創新[2]。

二、氣體鉆井新技術及其未來發展的趨勢

（一）氣體鉆井新技術

1.連續循環氣體鉆井技術

連續循環氣體技術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環，這樣一來可以有效提升鉆井的效率，避免井底積液引發的井壁坍塌。另外，連續循環氣體鉆井技術的應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的應用范圍現階段已經在四川、新疆地區開始試用。

2.出水、出油地層氣體鉆井技術

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，近年來隨著我國現代社會的不斷發展，相關企業也開始針對出水、出油地層進行攻關，并重點加強了對充氣控回壓等工藝技術方案的完善，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

現階段氣體鉆水平井技術已經在國外得到了廣泛的應用，并且在煤層氣等常規資源的開發過程中發揮了巨大的作用，由于氣體鉆井的過程中，井筒內通常沒有鉆井液作為信號傳輸的載體，因此井下信號的傳輸也是影響鉆井技術發展的關鍵問題[3]。國內地區也應當利用氣體鉆水平井技術來幫助有效減少鉆井的成本、提升整個過程的產量。

4.儲層氮氣鉆井技術

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的介質，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生，全面提升單井的采收率及產量。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險就會大大增加，如果出現井控問題也會帶來非常嚴重的后果，因此尤其企業必須要派有經驗的專業隊伍來開展施工[4]。

（二）氣體鉆井技術未來發展的趨勢

從當前我國氣體鉆井技術的發展情況來看，在未來發展的過程中相關企業應當重點關注設備的問題，積極借鑒國外先進的經驗、引進國外先進的鉆井技術和鉆井設備，像空氣螺桿、油層泡沫技術等都是值得我國借鑒的先進氣體鉆井技術。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，因此相關技術人員應當在研發的過程中加大對這一問題的關注，并在原本的鉆井技術的基礎上，不斷地對氣體鉆井技術進行優化，從而進一步完善氣體鉆井技術對深井地層的鉆井工作，在減少鉆井成本的技術上充分保證鉆井的質量和效率。

結束語：總而言之，現代社會的發展使得氣體鉆井技術開始被抓緊應用在我國油氣田開采的過程中，但是從當前我國氣體鉆井技術的實際應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相比于發達國家起步較晚，當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，相關技術人員應當做好相關的技術攻關工作，逐步解決工程復雜、氣體鉆井技術應用受限的問題，讓氣體鉆井技術可以更好地為我國現代社會的發展做出貢獻。

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展[J].石化技術，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.氣體鉆井技術發展綜述[J].石油知識，2008（4）：22-24.