清溪1井空气钻井总结

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1、清溪清溪 1 1 井空气钻井总结井空气钻井总结清溪 1 井空气钻井总结一、简况清溪 1 井位于四川省宣汉县清溪镇七村 3 组，是中石化南方勘探开发分公司在四川盆地川东断褶带清溪场构造的第一口预探井，设计井深 5620m。完钻层位：中志留统韩家店组。为了提高机械钻速、降低钻井周期和钻井成本，安全快速钻穿陆相地层，达到加快油气勘探开发步伐的目的，根据清溪 1 井地质设计情况及邻井地质资料，中石化南方勘探开发分公司决定在清溪 1 井二开陆相井段实施空气钻井。在中石化南方勘探开发分公司的大力支持下，黄河钻井三公司、四川广汉钻采院、西南石油学院、江汉录井公司各单位积极配合，该井于 2006 年 2 月

2、28 日 7:15 开始二开空气钻进，井眼尺寸为316.5mm，施工过程中克服了井斜、井下出气等困难，于 2006 年 3月 20 日 3:00 钻进至井深 2486.42m 时遇到气层，为了保证施工安全，及时停止了空气钻井。3 月 20 日 13:20 起钻完，空气钻井施工结束。空气钻井总进尺 1869.42m，平均机械钻速 6.14m/h。二、二开空气钻井准备1、井控装置设备名称 型号套管头(高抗硫) TFZ13 3/8 10 3/4 7 5/8-105下四通（接两条放喷管线） FS35-105上四通（接节流、压井管汇） FS35-105双闸板 半封闸板（139.7mm） 2FZ35-10

3、5全封闸板 双闸板 剪切闸板 2FZ35-105半封闸板（139.7mm） 环形防喷器 FH35-70/105远程控制台 FKQ8006F节流压井管汇 JG103-78/105；YG103-78/105泥浆液气分离器 NFQ1200/0.7司钻控制台 SZQ116液动节流管汇控制柜 QYK105B放喷管线（4 条） 88mm 21MPa2、空气钻井设备设备名称 规格型号 数量 备注旋转控制头及井口流程 FX3510.5/21 1 套 二开使用 空气钻井服务公司提供胶芯 139.7mm 13 套 有备用件 胶芯拆装架 1 台 防爆维修设备 1 套 压风机、增压器及供气设备 1 套 排量150m3

4、/min 排砂管线 273.1mm 1 套 供气管汇、排气管汇等地面配套管汇 1 套 常规钻具 1 套 钻井队提供且保有六棱方钻杆 152.4mm 1 根 411 单流阀(连接钻杆) 8 个 521*520 单流阀 228.6mm 3 个 731*730 浮阀 228.6mm 3 个 旁通阀 228.6mm 2 个 旁通阀 177.8mm 2 个 随钻震击器 203.2mm 1 套 上、下击 139.7mm 钻杆箭型回压阀 3 只 接下旋塞和钻杆 强制回压阀 与钻具匹配 3 只 接钻头和钻铤 上旋塞 2 只 下旋塞 5 只 接钻杆和箭型回压阀 长杆泵 20m3/h 3 台 测斜绞车 1 套 钢

5、丝 4000m 测斜仪器 1 套 电子单多点 测斜挡板 279.4mm 钻铤用 1 套 测斜挡板 228.6mm 钻铤 1 套 水管线（软管） 2 100m 配合接头、转换接头 满足使用 钻井参数仪 1 套 取样、监测、记录装置 监测返出流体的O2、CH4、H2S、CO、CO2、H2O、SO2 浓度和温度，监测注入流体的流量、温度、压力监测 西南石油学院提供3、气防器材准备由于地层的不确定性，加之地层可能出现硫化氢，为此，在进行二开空气钻井之前准备好以下气防器材：序号 名称 单位 数量 生产厂家 型号1 充气泵 台 1 2 固定式硫化氢检测仪主机 台 1 法国奥德姆 MX423 正压式呼吸器

6、套 20 4 便携式硫化氢检测仪 部 10 法国奥特姆 5 硫化氢气体检测探头 只 4 法国奥特姆 OLCT20D6 便携式可燃气体检测仪 部 1 巴古 7 硫化氢防空警报仪 部 1 星际 TSS180三、施工经过2006 年 2 月 27 日，前期准备工作基本就绪，20:00 开始下钻，28日 3:00 下钻到底，关闭半封闸板防喷器，打开节流阀，通过液气分离器开始进行钻井液气举，井内钻井液密度 1.10g/cm3。气举时用2 台空压机（排气量 54.4m3/min）和 1 台增压机（排气量60m3/min） ，气举压力最高 6.0MPa，3:40 气举结束。干燥井筒至7:15 后进行二开钻进

7、。1、井段：617.00m1849.95m空气钻井参数：钻压：20-120KN 转速：60rpm排量：135m3/min 泵压：1.5-1.8MPa钻具结构：316.5mm 钻头ST537GK 0.31m+630 730 浮阀 0.77m+228.6mm 减震器 5.89m+228.6mm 钻铤 52.73m+731 630 0.47m+203.2mm 钻铤 54.33m+631 410 0.48m+177.8mm 钻铤 53.40m+411 520 0.49m+139.7mm 加重钻杆 137.86m+139.7mm 钻杆+521 520 旋塞 0.43m+521 520 回压凡尔 0.34

8、m+521 410 0.49m+127mm 钻杆。其中在井深 1765.88m 以前所使用的钻压为 100120KN，钻进至井深1765.88m 时，测斜，测深 1736m,，井斜为 5.0 。决定改为小钻压吊打进行纠斜，钻压：2040KN。钻进至井深 1849.95m，测斜，测深：1841m，井斜：6.3 ，由于井斜增加幅度太大，随即起钻更换钻具结构进行纠斜。2、井段： 1849.95m2486.42m空气钻井参数：钻压：20-60KN 转速：6065rpm排量：135m3/min 泵压：1.5-1.7MPa钻具结构：316.5mm 钻头ST537GK 0.31m+630 730 浮阀 0.

9、77m+228.6mm 钻铤 17.16m+731 630 0.47m+203.2mm 钻铤 9.05m+631 520 0.38m+139.7mm 钻杆+521 520 旋塞 0.43m+521 520 回压凡尔 0.34m+521 410 0.49m+127mm 钻杆更换钻具结构及钻进参数后，钻进至井深 1884.80m，测斜，测深1881m，井斜 4.6 度。钻进过程中加强井斜的监控，发现井斜逐渐回降。在井深 2337m，井斜已经降到了 2.10 度。3 月 20 日 3:00 钻进至井深 2486.42m 时，气测全烃值由 0.032%上升至 3.026%，关井求压，立压 0MPa，套

10、压 0MPa，走节流点火未成功。3:30 打开封井器，小排量注气循环，气测值慢慢上升，至 3:50 气测全烃值突然上升至 47.69%，再次关井，进行节流循环并点火，4:03 点火成功，4:05 火焰熄灭，火焰高 23m。此后至 4:20 几次点火均未成功，打开封井器，进行循环，气测全烃值上升至 9.053%，而后逐渐下降，至 5:40 气测全烃值降为 0。为了保证施工安全，决定停止空气钻进，换光钻杆转换钻井液。3 月 20 日 13:20 起钻完，空气钻井施工结束。四、钻头使用情况分析空气钻井过程共使用由四川石油管理局成都总机械厂生产，型号ST537GK 的牙轮钻头 4 只，1、钻头使用统计

11、表清溪 1 井二开空气钻井钻头使用情况统计表序号 尺寸 mm 类 型 钻进井段 进尺m 所钻地层 机械钻速m/h 纯钻h 钻井参数自 m 至 m 钻压 kn 转速 r/min 排量 m3/min 立压MPa1 316.5 ST537GK 617.00 1382.90 765.90 上沙溪庙 9.67 79.17 100120 60 135 1.51.82 316.5 ST537GK 1382.90 1849.95 467.05 上下沙溪庙 4.90 95.33 20100 60 135 1.73 316.5 ST537GK 1849.95 2221.01 371.06 沙溪庙 4.83 76.

12、83 2060 6065 135 1.51.74 316.5 ST537GK 2221.01 2486.42 265.41 自流井 5.01 53.00 2060 6065 135 1.62钻头使用情况分析二开空气钻井设计使用 3 只，型号：537GK/637GK。实际消耗钻头 4 只，型号：ST537GK，比设计多消耗 1 只。钻头使用分析：上沙溪庙组地层以砂岩为主，地层可钻性相对较高，1#钻头使用效果相对较好，钻头磨损情况：外排齿掉 1 齿，3 号牙轮轴承有轻微旷动，外径磨损 1mm，综合新度 60%。2#钻头主要在下沙溪庙组中钻进，下沙溪庙组地层研磨性高，蹩跳钻现象比较严重，而且地层倾角

13、大，钻进过程中产生井斜，采用小钻压吊打，对钻头外径及牙齿的磨损较为严重。3#钻头外排齿磨损 1/2-2/3，中排齿磨损 1/4-1/3，外径磨损 4mm，轴承密封尚好，综合新度20%。3#、4#钻头主要采用降斜钻具，并用小钻压轻压吊打纠斜，机械钻速相对较低，钻头牙齿及外径磨损较快。3#钻头磨损情况：外排齿磨损 1/5-1/6，外径磨损 2mm，2 号牙轮轴承轻微旷动，综合新度 40%。4#钻头磨损情况：牙齿轻微磨损，轴承完好，外径磨损1mm，综合新度 60%。所以采用小钻压吊打纠斜，机械钻速较低，是实际比设计多消耗 1 只钻头的主要原因。五、人工测斜情况二开空气钻井人工测斜数据表序号 测深 井

14、斜角 方位角 序号 测深 井斜角 方位角1 770 1.5 8 1887 4.9 2 999 1.0 9 1964 4.27 3 1360 1.7 10 2001 3.68 4 1506 2.1 11 2087 2.66 5 1736 5.0 12 2211 2.55 6 1841 6.3 13 2337 2.10 7 1881 5.1 14 六、机械钻速对比分析1、地层分层机械钻速统计层 位 井段（m） 进尺（m） 纯钻（h：min） 平均机械钻速（m/h）上沙溪庙组 617.001431.00 814.00 91:30 8.90下沙溪庙组 1431.001884.00 453.00 115

15、:30 3.92千佛崖组 1884.002122.00 238.00 39:40 6.00自流井组 2122.002486.42 364.42 67:40 5.39合计 617.002486.42 1869.42 314:20 6.142、正常钻进与吊打纠斜机械钻速统计加压方式 井段（m） 进尺（m） 纯钻（h） 平均机械钻速（h/m）正常钻进 6171765.88 1148.88 140.00 8.21吊打纠斜 1765.882486.42 720.54 164.33 4.38合计 617.002486.42 1869.42 304.33 6.14七、实效分析项 目 时间（h:min） 时效

16、（）生产 时间 进尺工作时间 纯钻进 304:20 62.86起下钻 87:35 18.09接单根 16:55 3.49扩划眼 换钻头 3:30 0.72循环泥浆 47:30 9.81测井 固井 辅助 20:10 4.17生产时间合计 480:00 99.14非生产时间 事故 修理 组织停工 自然停工 复杂情况 4:10 0.86其它 合计 4:10 0.86时间共计 484:10 100八、认识与建议1、在具备条件的井段采取空气技术，能够大大提高机械钻速，节约钻井成本，缩短钻井周期。2、实施空气钻井，安全工作尤其重要，施工前必须要制定详细的井控、防 H2S、防火、防卡钻、钻井液置换等应急预案，做好防喷、防 H2S 演习，及时正确处理井壁失稳、地层出水、出气和井下燃爆问题。3、空气钻井施工中，井眼摩阻较大，需要严格控制井身质量。该井实践证明，通过改变钻具组合和钻井参数，同样可以达到在空气钻井过程中防斜、纠斜的目的，确保井身质量，但是机械钻速也会受到较大影响。