【正文】 最厲害?？諝獍l(fā)生膨脹的原因是因為其井底的壓力很低。通過噴嘴的氣流具有很高的動能，這種動能耗散在形成井底渦流的過程中。此時空氣流的溫度大致恢復(fù)到正常的流動溫度（近似等于井底溫度）。鑲齒、有保徑齒、抗沖擊、軸承壽命長的XHP537和XHP437已經(jīng)成了空氣泡沫鉆井的首選鉆頭。 空氣/泡沫鉆井技術(shù)措施 根據(jù)TABNAK氣田的實際井身結(jié)構(gòu)和地質(zhì)情況，經(jīng)過分析和計算,我們對空氣、泡沫鉆井的作業(yè)參數(shù)和技術(shù)措施進行了優(yōu)化設(shè)計，并制定了一套適合該氣田空氣泡沫鉆井的作業(yè)程序。2） 根據(jù)不同的井深、井徑、地層產(chǎn)水狀況和地層巖性，確定使用空氣鉆井還是泡沫鉆井，并根據(jù)井深、井徑、地層水特征和地層巖性特征計算出合理的空氣注入量和相應(yīng)的泡沫配方。4） 安裝好排屑管線（不能拐彎），長度不得低于50m，并用繃?yán)K固定；直徑合適；出口在下風(fēng)方向；排屑管上安裝好降塵和取樣裝置。6） 選擇與地層相匹配的鉆頭。8） 安裝好空氣鉆井設(shè)備，對高、中壓管線、管匯都要嚴(yán)格固定，每根高壓、中壓和排空管線都要栓保險鏈。10） 檢查滅火裝置數(shù)量及完好狀態(tài)，按規(guī)定配備齊全。13） 如可能存在天然氣溢出的情況，應(yīng)使用防爆工具和繩索，鉆具接頭和方補心應(yīng)涂防爆材料。15） 制定安全操作規(guī)定和崗位分工及職責(zé)。17） 措施和施工方案交底，讓參與施工的井隊和空氣作業(yè)隊的每一員工都明白和熟悉每一道工序的目的、意義、方法、步驟、職責(zé)和安全操作注意事項以及應(yīng)急預(yù)案的處理。2） 在循環(huán)的情況下，鉆具在井內(nèi)的靜止時間不得超過10分鐘，鉆具活動范圍視井下情況而定。如遇復(fù)雜情況應(yīng)立即將鉆具提至套管內(nèi)進行處理；4） 每只單流閥、浮閥在下井前應(yīng)仔細檢查和保養(yǎng)，其性能必須安全可靠。6） 鉆井時，工藝人員要隨時注意立管壓力和扭矩的變化情況，如果壓力變化波動不正?；蚺ぞ夭徽r，要及時采取措施，防止井下復(fù)雜情況的發(fā)生。如果返出不正常，應(yīng)對井下情況進行準(zhǔn)確分析和判斷，及時采取相應(yīng)的措施進行處理。9） 鉆井作業(yè)期間，人員不得在空氣鉆井高、低壓管線、管匯處逗留。2） 提鉆速度要均勻，當(dāng)鉆頭提至井口時，應(yīng)注意提鉆速度，防止鉆頭損壞旋轉(zhuǎn)頭。4） 將鉆具下入旋轉(zhuǎn)頭內(nèi)后，應(yīng)鎖緊旋轉(zhuǎn)頭固定裝置。6） 如用泡沫鉆井，要在出口看到一股柔和的氣流吹出或緩和的泡沫沖擊性流動，才可恢復(fù)鉆井。3） 關(guān)閉送氣閥，停止向井內(nèi)送氣。1） 關(guān)閉泄壓排氣閥。3） 關(guān)閉旁通排氣閥，此時空氣將直接進入井內(nèi)。2） 在泡沫鉆井過程中立管壓力和扭矩發(fā)生異常，立即停止鉆進，洗井，觀察排出口返出情況，循環(huán)正常后方可繼續(xù)鉆進。 再開鉆準(zhǔn)備（下鉆后的替漿）空氣泡沫鉆井中的還有一個重要過程，那就是在繼續(xù)進行空氣泡沫鉆進之前，必須要將套管柱內(nèi)部的流體替出井口。將流體替出井口的步驟和方法如下：1） 將帶有所需下部鉆具組合的鉆柱頭下放到井底。采用小排量工作可以最大程度降低流動摩阻，并且使循環(huán)時的立管壓力最低。如果充氣所用的空氣排量大，立管壓力將會超過空壓機的壓力容限。此時可增加工作的空壓機數(shù)量。6） 此時可以開始空氣或者泡沫鉆井作業(yè)。7） 一旦井眼已處于穩(wěn)定狀態(tài)后，停止鉆進并用霧化氣流循環(huán)15~20分鐘，直到出口處的氣流是清潔的為止。9） 在鉆頭位于井底情況下，以正常鉆進排量將空氣或泡沫注入井內(nèi)，直到空氣或者泡沫返出井口為止。11） 開始鉆進。一口井可以采用空氣鉆進、霧化鉆進、當(dāng)井眼內(nèi)已處于干燥狀態(tài)時，則可再次應(yīng)用空氣鉆進。 劃線1) 空氣鉆井設(shè)備必須擺放在井場內(nèi)的水泥基礎(chǔ)上，水泥基礎(chǔ)要求總長80米，寬14米。擺放5臺增壓機。2) 在井場上卸下運輸車上的第一臺空壓機，并擺放在劃好線的基礎(chǔ)上，之后依此類推，按距離擺放好11臺空壓機和5臺增壓機。3) 卸車時，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照卸車安全規(guī)程進行操作。2) 從鉆臺下立管閥門處接好4寸高壓管線，直到管線控制撬體處，然后接一個4寸氣體流量計。4) 以上工作完成后，安裝所有的4寸高壓管線和6寸低壓管線，以及控制撬體上的3寸和4寸放氣管線。1) 每臺設(shè)備安裝一個照明燈，照明所使用的電源線必須架空。1) 將柴油輸油管線連接到油罐處，所有接頭必須密封、無滴漏。3) 連接每臺設(shè)備到輸油管線的進油軟管。 其他擺放工作間及油料集裝箱應(yīng)放在距設(shè)備比較近的地方。2) 關(guān)閉與井隊立管連接的4寸平板閥。4) 在鉆臺上拆卸控制撬體的控制箱和控制管線，并將它們裝入控制撬體內(nèi)，平放，捆綁好。用半寸的鋼絲繩將其打捆，便于吊裝、保護接頭。流量計小撬體單放。9) 將高壓保險閥和短節(jié)拆下后，裝箱。10) 拆增壓機的出氣口高壓彎頭、單流閥控制閥、短節(jié)，放入集裝箱內(nèi)。12) 將增壓機一級排污、二級排污、呼吸器軟管盤于機組上。將滅火器、消防器材放入空壓機機箱內(nèi)。15) 將6寸低壓管線拆除后，用4人抬到空壓機后面，打成一包。16) 將高低壓連接處、4寸球閥以及6寸低壓短節(jié)，捆綁在一起，便于吊裝。18) 完成場地內(nèi)清潔衛(wèi)生。后吊裝增壓機，用4根6分的鋼絲繩吊裝（）。21) 吊裝設(shè)備是要注意安全，要求運輸車輛必須捆綁好后，方可發(fā)車。B 將所有開關(guān)撥至關(guān)位。D 當(dāng)系統(tǒng)關(guān)閉后，不允許其內(nèi)部仍有壓力存在。B 將柴油機轉(zhuǎn)速降至1600RPM左右。D 關(guān)閉進氣閘門和排氣閘門。F 打開一、二級分離器排水閘門。2) 鉆井工程使用的單流閥為承壓型井下工具，必須由正規(guī)廠家生產(chǎn)，且具備“三證”。3) 在一口井施工前，應(yīng)根據(jù)鉆井設(shè)計及管串設(shè)計，對本井使用的單流閥和專用卸壓工具進行使用前準(zhǔn)備。密封膠墊如有損壞，則必須進行更換，凡爾體密封錐面如有磕碰或傷痕，也必須進行更換。5) 由于空氣、泡沫鉆井的特殊性，所以必須配套使用井底浮閥，以免單流閥失效時，鉆屑返流，堵死鉆具水眼。若遇循環(huán)壓力高時，應(yīng)考慮減小其間距。）7) 在鉆進過程中，當(dāng)需要接鉆具時，應(yīng)該首先停泵，繼續(xù)供氣，待泡沫液通過第一個單流閥時，再停氣、卸壓，確定鉆具內(nèi)壓力釋放完，方可接鉆具，這樣可以避免鉆具內(nèi)帶壓液體外溢，影響施工。（純空氣鉆井不存在這種情況）接立柱完成后，應(yīng)立即恢復(fù)供氣、供液。若有異常，應(yīng)立即停止施工，起出整改。9) 當(dāng)鉆遇鹽水層后，應(yīng)適當(dāng)提高泡沫的PH值，以減輕鹽水對鉆具及單流閥的腐蝕。11) 在起鉆時，應(yīng)對單流閥進行卸壓，釋放鉆具內(nèi)的高壓液體，泄壓完成后，方可卸開單流閥。12) 單流閥出井后，應(yīng)立即使用清水沖洗工具內(nèi)及表面污物，檢查密封效果及受損情況。13) 單流閥內(nèi)的凡爾體和密封膠墊是最易受損部位。其中密封膠墊應(yīng)存放在陰涼處，其儲存期限不可以超過兩年。15) 施工完成后，應(yīng)將單流閥進行拆卸檢查，清洗干凈，并涂油重裝，妥善存放于陰涼干燥處。1) 根據(jù)空氣、泡沫鉆井設(shè)計，對本井將要使用膠芯的數(shù)量進行預(yù)算，儲備足夠的膠芯，必須對膠芯的“三證”進行檢查。3) 小型號規(guī)格的膠芯使用后，應(yīng)對內(nèi)通經(jīng)進行測量，在可能的情況下，應(yīng)換用于較大直徑的鉆具上，做到物盡其用。5) 當(dāng)旋轉(zhuǎn)頭被卡時，鉆具和膠芯將做相向運動，這對膠芯損傷最大，所以旋轉(zhuǎn)頭的維護保養(yǎng)、轉(zhuǎn)動自如是用好膠芯的前提。7) 在安裝井口時，要確保井口與游車在一條垂線上，使用膠芯的尺寸要與鉆具相匹配，避免膠芯受力不均，形成偏磨。9) 膠芯使用一段時期后，勢必會出現(xiàn)刺漏，這時應(yīng)在其上使用遮擋防液工具，盡量延長膠芯使用壽命。11) 在使用過程中，不斷發(fā)現(xiàn)問題，向廠家提出合理化整改意見。 現(xiàn)場應(yīng)用(見附例)7862106131 完成井技術(shù)數(shù)據(jù)下表為完成井井深、鉆井周期、完井周期和純鉆時間及平均機械鉆速表110 完成井技術(shù)數(shù)據(jù)井號安裝時間鉆井起止時間點火時間鉆井周期（天）完井周期（天）設(shè)計井深（m）井深 （m）純鉆時間（h）機械鉆速 （m/h）TBK2(A39。)11713531483050TBK6(C39。)12213230432976TBK11(L39。)52() 6731073120TBK18(Q39。)8111930102990TBK22(Z4)536032493210TBK23(Y39。)11812630073037TBK26(Z5)616929472947629TBK27(S39。完成了Tabnak氣田16口井的鉆井，2口井的修井和Shanul氣田3口井的鉆井任務(wù)，面對這樣的世界級鉆進難題、苛刻的合同成本和合同時間要求，隨著技術(shù)成熟度的提高,在每口井的大約2600 米以上（Shanul氣田3000米以上）的32171/121/4大井眼井段全部采用空氣和空氣泡沫鉆井技術(shù)，不僅克服了一系列的鉆井技術(shù)難題，而且大大提高了鉆井速度，取得了空氣和泡沫鉆井的實踐經(jīng)驗。我國國內(nèi)雖然也進行過一些空氣泡沫鉆井試驗，但試驗的井段短、作業(yè)時間短、地層和工藝單一、裝備和工具簡單。伊朗鉆井承包項目，是我國首次大規(guī)模、長井段在嚴(yán)重漏失、頁巖坍塌和地層出水等復(fù)雜條件下應(yīng)用空氣泡沫鉆井，％。先進的完井工藝和技術(shù)，使完井和修井作業(yè)更加簡單和安全。該井于2004年5月20日13:00開鉆，2004年 9月16日9:00完鉆，10月1日10:00完井。此井段地層巖性為石膏巖夾灰?guī)r、頁巖、巖性不均，間斷出現(xiàn)嚴(yán)重的蹩鉆現(xiàn)象。5月22日9:，再次發(fā)生井漏失返，直至5月24日19:00才恢復(fù)循環(huán)，共損失時間57:30。期間先后采取了四種堵漏技術(shù)措施：A. 用核桃殼等常規(guī)堵漏材料堵漏60m3，劃眼到底后，仍然失返。C. 在井口直接投入堵漏材料，并打入高粘泥漿，靜止3小時候，再次發(fā)生井漏失返，無法鉆進。表1 漏 失 情 況 日期井段m漏失量m3/h漏失速度m3/h工程措施21/514395%LCM mud22/54312020%LCM mud23/51612020%LCM mud24/53012020%LCM mud 膠質(zhì)水泥TOTAL為確保30套管的順利下入，本井?dāng)U眼采用了擴劃兩趟鉆作業(yè)。由于發(fā)生并處理井漏，使得一開鉆進耽誤了較長時間。鉆進過程中該可循環(huán)泡沫性能穩(wěn)定，泥漿泵上水正常，泥漿的攜砂性能良好，井眼清潔，滿足了多層裂縫堵漏及攜砂要求。泥漿性能見表。30″浮鞋+變扣短節(jié)（R4*JVLW）+30″X52套管（壁厚1″、310ppf）*＝2. 二開鉆井施工 （77m1259m） 二開鉆進 純空氣鉆進 （ ）設(shè)備及鉆井參數(shù)配置：Qg14~15+6~7 W 5~10~15t N 90~120rpmP ~ 扭矩4~6~7~8 （隨著鉆鋌重量加入，各參數(shù)取大值）此段地層多為泥頁巖，灰?guī)r，云巖及燧石地層。鉆進過程中，2004年6月8日至6月10日隨著井深的增加，空氣鉆井服務(wù)隊開足了全部設(shè)備，達到了15+7的組合，但空氣排量仍不能滿足26井眼實施純空氣鉆井的需要，由于環(huán)空攜巖不暢，造成鉆進過程中扭矩非常大，同時巖屑的重復(fù)研磨也導(dǎo)致了機械鉆速降低，加之井底沉砂的存在，循環(huán)時間也不得不加長，這種鉆井狀態(tài)同時也伴隨著眾多空氣壓縮機的大量柴油消耗，甲方現(xiàn)場監(jiān)督不顧井下情況的危險與復(fù)雜，強制井隊在7~，保持每分鐘120轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)數(shù)鉆進，最終導(dǎo)致連續(xù)三次發(fā)生鉆具扭斷事故，但三次落魚均被成功打撈，落魚情況如下：井深265m，鉆鋌斷落魚6m；井深657m，；井深698m，；分析原因為鉆井參數(shù)配置過高W10~15t N90~120，且空氣攜巖能力差，扭矩過大，鉆進過程中鉆具蹩跳頻繁，鉆具長期承受高振動及高頻變化的扭矩。此時空氣鉆進的風(fēng)險在逐步增加。因此決定，立即改為泡沫鉆進。此段純鉆時間：117小時，平均機械鉆速： m/h。在穿過Laffan Mbr，進入Sarvak后，井深1202m以后，水層較大，立管壓力一直在增加。增大循環(huán)排量Qg6+3 Qs22，10分鐘后，返出正?；謴?fù)鉆進。再次增大循環(huán)排量Qg7+3 Qs26～28，經(jīng)循環(huán)活動解卡。在泡沫液使用方面，由于污水池?fù)P程較高，污水池裝不穩(wěn)水，大多數(shù)是用清水配制，后來，雖然回收水，其量5~6m3/h，鉆井成本也較高。最后一趟鉆，注入48 m3高粘重漿（FV=100 . MW=74pcf . water loss=5ml. PH=10. Q10s/10min 7/16）。此段純鉆時間：，平均機械鉆速： m/h。自TABNAK以來，26″井眼空氣泡沫鉆至1259m，穿過Laffan Mbr尚屬首次，特別是在大井眼中遇到大水層，而且井深較深，因此存在很多困難。從整個二開鉆進情況來看，26井眼使用純空氣鉆進與泡沫鉆進，機械鉆速基本持平，但純空氣鉆進對鉆頭壽命影響較大，尤其是本井使用的全部是川石鉆頭，在使用中發(fā)現(xiàn)其巴掌與本體的焊接部位均有不同程度的裂紋，因此不敢過度使用鉆頭，造成二開共消耗了4只鉆頭。 二開固井作業(yè)及三開準(zhǔn)備2004年5月16日下擴眼器通井，5月18日15:30完成下套管作業(yè)，下入內(nèi)管柱準(zhǔn)備固井。本井二完反注作業(yè)19次，共反注水泥474T，6月23日0:00第19次反注水泥漿返出。 套管串結(jié)構(gòu)20″浮鞋+20″K55套管(133ppf)*1根+20″浮箍+20″K55套管（″、133ppf）*51根+20″K55套管（″、）*52根＝。2004年6月24日7:30在組合下鉆至1243 m探得塞面，替漿完成后，采用Qg，用純空氣鉆水泥塞，鉆塞過程中，引鞋至原井深的口袋放空約1m。設(shè)備配置和鉆井參數(shù)：W 58t N 60rpm開始鉆井時，在井深1261m，管口氣量足，但無巖屑返出。循環(huán)