氣體鉆井教程1課件

1、氣體鉆井教程1課件氣體鉆井教程1課件目 錄一、氣體鉆井類型二、氣體鉆井設(shè)備三、氣體鉆井安全教程目 錄一、氣體鉆井類型密度單位泥 漿 類 型異常加重泥漿常規(guī)泥漿清水可循環(huán)泡沫充氣泥漿穩(wěn)定泡沫/硬膠泡沫空氣/氮?dú)?廢氣/天然氣SG克/立方厘米2.4-2.71.0-2.41.00.95-0.850.96-0.50.32-0.280.028PPG磅/加侖 22.418.3-19.928.47.885-7.18.0-4.152.65-2.32適用井下條件超異常高壓地層正常鉆井地層正常鉆井地層地表漏失異常低壓地層,淺氣層.異常低壓地層;少量地層流體(鹽水、氣體)水敏性泥、頁(yè)巖；完全漏失地層；無(wú)流體地層。設(shè)

2、備要求普通鉆機(jī)小型空氣設(shè)備大型脫氣設(shè)備.小型空氣設(shè)備大型空氣設(shè)備一、氣體鉆井類型密度泥 漿 類 型異常加重泥漿常規(guī)泥漿清水可循環(huán)泡沫充氣泥漿1、空氣粉塵鉆井 空氣粉塵鉆井應(yīng)用于堅(jiān)硬的干燥地層，即地 層中無(wú)水或碳?xì)浠衔锏攘黧w流出的地層； 也適用于無(wú)水的干燥的地?zé)釟饬鳟a(chǎn)層； 空氣粉塵鉆井成功的關(guān)鍵在于要有足 夠大的空氣排量，要保證攜屑、清掃 井筒的目的。1、空氣粉塵鉆井 空氣粉塵鉆井應(yīng)用于堅(jiān)硬的干燥地層，即地 空氣粉塵（尾氣）鉆井空氣粉塵（尾氣）鉆井干空氣鉆井干空氣鉆井天然氣鉆井天然氣鉆井2、充氣鉆井 即在常規(guī)的鉆井液中注入空氣，形成一 種泥漿和空氣的混合物，其密度可根據(jù) 井深和注入的空氣量進(jìn)行

3、調(diào)整，一般充 氣泥漿的密度控制在48ppg（0.48 0.96g/cm3）。其注入空氣的方法有側(cè)管 法、噴射接頭法和立管注入法三種。2、充氣鉆井 即在常規(guī)的鉆井液中注入空氣，形成一 3、泡沫鉆井當(dāng)空氣和霧化鉆井因經(jīng)濟(jì)、機(jī)械或其它原因而不理想時(shí)，可轉(zhuǎn)為穩(wěn)定泡沫或硬膠泡沫鉆井。穩(wěn)定泡沫和硬膠泡沫不僅可以大大減少空氣量，還因其攜屑能力是一般鉆井液的10倍而更具優(yōu)越性。穩(wěn)定泡沫的密度可在0.56.0ppg(0.06-0.72g/cm3)范圍內(nèi)調(diào)節(jié),抗鹽CL30000mg/L、成本高。硬膠泡沫是以足夠數(shù)量的空氣注入少量的般土泥漿1025GPM（加侖/分鐘 ），而保證出口附近的環(huán)空返速達(dá)到0.51.0m/

4、s，空氣和泥漿體積的比例范圍為100：1300：1，抗鹽CL-150000mg/L 、成本低。3、泡沫鉆井當(dāng)空氣和霧化鉆井因經(jīng)濟(jì)、機(jī)械或其它原因而不理想時(shí)泡沫鉆井泡沫鉆井硬膠泡沫硬膠泡沫穩(wěn)定泡沫穩(wěn)定泡沫4、霧化鉆井 空氣鉆井的最大敵人是高含水層。當(dāng)?shù)貙映鏊?時(shí)，必須將地層水全部霧化才能攜帶到地面， 才能確保安全鉆進(jìn)。霧化鉆井一般需要增加 3040的空氣量，但由此也增加了相應(yīng)空氣 鉆井設(shè)備、燃油和人員的費(fèi)用。由于井下壓力 的增加，滿足攜屑能力的實(shí)際空氣排量也要增 加。4、霧化鉆井 空氣鉆井的最大敵人是高含水層。當(dāng)?shù)貙映鏊?霧化鉆井霧化鉆井5、氮?dú)?廢氣)鉆井氮?dú)?廢氣)鉆井技術(shù),僅用于儲(chǔ)層(氣層

5、/油層)鉆井,以防止井下燃爆；氮?dú)忏@井設(shè)備較空氣設(shè)備投資大；廢氣鉆井是利用鉆機(jī)柴油機(jī)尾氣，經(jīng)過處理后用于儲(chǔ)層鉆井。5、氮?dú)?廢氣)鉆井氮?dú)?廢氣)鉆井技術(shù),僅用于儲(chǔ)層(氣層/ 二、氣體鉆井設(shè)備 二、氣體鉆井設(shè)備氣體鉆井輔助設(shè)備惰氣空氣空壓機(jī)增壓器霧化液注入系統(tǒng)發(fā)泡器基液注入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)排出監(jiān)測(cè)系統(tǒng)強(qiáng)行起下鉆裝置多相分離液體回收工作液回收原油回收綜合錄井井下防噴器防爆接頭內(nèi)防噴器減振器震擊器減阻器井下空氣錘鉆具附件鉆頭空氣鉆頭錘擊鉆頭反循環(huán)鉆頭井口旋轉(zhuǎn)頭井口組合注入排出鉆進(jìn)隨鉆試井化學(xué)劑起下鉆氣體產(chǎn)生及注入設(shè)備井下工具及鉆具附件地面分離及環(huán)保設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)及采集設(shè)備井口控制及不壓井起下裝置

6、氣體鉆井的實(shí)施，需要一系列的新裝備、新工具，五大部分。氣體鉆井輔助設(shè)備惰空空壓機(jī)增壓器霧化液注入系統(tǒng)發(fā)泡器基液注入氣體鉆井設(shè)備氣體鉆井設(shè)備高壓空氣壓縮機(jī)高壓空氣壓縮機(jī)低壓空氣壓縮機(jī)低壓空氣壓縮機(jī)泡沫/霧化設(shè)備泡沫/霧化設(shè)備柴油機(jī)尾氣處理設(shè)備柴油機(jī)尾氣處理設(shè)備90m3/分氮?dú)饽芰︺@井設(shè)備90m3/分氮?dú)饽芰︺@井設(shè)備高壓空氣鉆井防噴井口高壓空氣鉆井防噴井口氣體排出管氣體排出管氣體接入立管和排氣管線氣體接入立管和排氣管線化學(xué)劑注射泵化學(xué)劑注射泵進(jìn)氣管控制閥進(jìn)氣管控制閥幾種鉆井方式的比較泥漿池泥漿泵水龍頭井下管柱環(huán) 空地面除砂系統(tǒng)分離系統(tǒng)地面管匯 鉆井液循環(huán)系統(tǒng)泥漿循環(huán)鉆井幾種鉆井方式的比較泥漿池泥漿

7、泵水龍頭井下管柱環(huán) 空地面除氣體（空氣、尾氣、天然氣、氮?dú)猓┿@井放空或燃燒井口系統(tǒng)環(huán)空井下管柱立管增壓機(jī)壓縮機(jī)氣源氣體鉆井系統(tǒng)氣體（空氣、尾氣、天然氣、氮?dú)猓┿@井放空或氣源氣體鉆井系統(tǒng)三、氣體鉆井安全問題一）、空氣鉆井的限定條件：1、對(duì)地層壓力的控制能力降低。氣體鉆井作業(yè) 一般只限于那些地層空隙壓力較低的地區(qū)。2、適用于地層巖石較老且致密的地區(qū)，因?yàn)榫?內(nèi)幾乎不存在液柱壓力來支撐井壁防止其坍 塌。3、對(duì)付大量地層水侵入的能力是有限的。三、氣體鉆井安全問題一）、空氣鉆井的限定條件：二）、氣量問題： 純氣體鉆井氣量沒有上限限制，空氣鉆井的失敗往往是氣量不足造成的。所有設(shè)備提供的氣量都是在標(biāo)準(zhǔn)情況下

8、的理論排量。在實(shí)際運(yùn)用中必須用當(dāng)?shù)氐暮０胃叨群痛撕０蔚臏囟?、適度、大氣壓力予以修正，見下表。所計(jì)算的氣量要有富裕，也即設(shè)備要有備用。三）、設(shè)備配置問題 1、氣體鉆井（包括Gas、N2、尾氣）設(shè)備，除配備必要的空壓機(jī)外，如果鉆井壓力超過空壓機(jī)的壓力，就必須配備相應(yīng)排量的增壓機(jī)。設(shè)備配置一定要有備用。 2、即使用天然氣，如天然氣的自身供氣壓力不能滿足鉆井要求也應(yīng)當(dāng)配備增壓機(jī)增壓。二）、氣量問題：海拔高度（ft）氣壓(psi)溫度( F)014.69659.00200013.66251.87400012.68544.74600011.76937.60800010.91130.471000010.10

9、823.36海拔高度與溫度、壓力表海拔高度（ft）氣壓(psi)溫度( F)014.6965四）、鉆具腐蝕問題： 在空氣鉆井中，存在著沖擊腐蝕和化學(xué)腐蝕問題。在AIR DRILLING鉆井手冊(cè)中，明確指出“在空氣鉆井中不能使用隨鉆震擊器，減震器的壽命也要大大縮短”。在現(xiàn)場(chǎng)使用中也確實(shí)如此，隨鉆震擊器和減震器損壞特別厲害，斷落事故較為頻繁。鉆具浸泡在鹽水中，其化學(xué)腐蝕也特別厲害。 對(duì)于延緩沖擊腐蝕問題，使用適應(yīng)空氣鉆井的隨鉆震擊器和減震器，效果非常明顯。 對(duì)于減緩化學(xué)腐蝕問題，應(yīng)當(dāng)在鉆遇鹽水層后立即轉(zhuǎn)換成泡沫鉆進(jìn)，并加入緩蝕劑。四）、鉆具腐蝕問題：五）、防止泥包、高溫?zé)g和爆炸 1、確保足夠的氣

10、量： “空氣鉆井失敗往往是由于不能提供足夠的空氣量”而 造成的。圖13是巖屑運(yùn)移示意圖。 2、干燥井眼： 在轉(zhuǎn)化成氣體鉆井以前，一定要用空氣加泡沫液干燥井眼，至少 要干燥一個(gè)小時(shí)，返出的氣體無(wú)水氣才能回復(fù)鉆進(jìn)。 3、如有地層流體侵入，立即轉(zhuǎn)化為霧化或泡沫鉆井。 4、安裝小量程的壓力表，觀察和記錄立管壓力的微小變化。如有突 然變化立即停鉆觀察。 5、在油氣層鉆井時(shí)，要密切觀察排砂管線自動(dòng)點(diǎn)火裝置運(yùn)行情況， 檢測(cè)可燃?xì)怏w返出，避免可燃?xì)怏w達(dá)到爆炸極限。見圖，可燃 氣體爆炸極限示意圖。五）、防止泥包、高溫?zé)g和爆炸可燃?xì)怏w爆炸極限示意圖可燃?xì)怏w爆炸極限示意圖六）、防斜： 扶正器有利于防斜，可用滿眼鉆

11、具組合或鐘擺鉆具組合，方鉆鋌由于其剛度是圓鉆鋌的160%，其防斜效果較好。如果在鉆具結(jié)構(gòu)中加入減震器，防斜效果更佳。在堅(jiān)硬地層的易斜段使用空氣錘鉆井可以達(dá)到很好的防斜效果。七）、鉆具要多加個(gè)浮閥： 鉆頭上加浮閥，鉆具上根據(jù)需要加入適量單流閥。八）、鉆頭： 選用硬地層的強(qiáng)保徑齒鉆頭，密封要可靠。裝水眼更有利于冷卻鉆頭延長(zhǎng)壽命。可以裝20/32或24/32的大直徑水眼，還可以堵一個(gè)水眼，但堵水眼的兩邊牙輪應(yīng)保徑是最好的。九）、所有連接管線都必須栓保險(xiǎn)繩并用地腳螺栓固定：六）、防斜：十）、排砂管線尺寸、結(jié)構(gòu)及安裝： 排砂管線必須從井口直接接出，不能拐彎，并固定牢靠。出口子啊下風(fēng)60100米。 排砂管

12、線的直徑不能太小也不能太大，其直徑計(jì)算公式如下： d排砂管1.1(d套管內(nèi)徑-d鉆桿外徑)窿9十）、排砂管線尺寸、結(jié)構(gòu)及安裝：窿9十二）、三位四通閥應(yīng)有兩個(gè)遠(yuǎn)程控制臺(tái)，且應(yīng)配 備雙閥。十三）、鉆井操作1、在鉆頭上必須接浮閥；每鉆進(jìn)100-200米要接一個(gè)單流閥；2、接單根前，必須循環(huán)3-5分鐘；3、接單根或立柱前必須先停泵（泡沫），繼續(xù)供氣直至泡沫液進(jìn)入最上一個(gè)單流閥以下，再打開旁通閥，關(guān)閉供氣閥、打開泄壓閥排空鉆柱內(nèi)和管線內(nèi)壓力；接好單根后立即恢復(fù)供液再供氣。4、起鉆前應(yīng)至少循環(huán)一周；5、人員不得在高壓管線和排空管線處逗留；6、遠(yuǎn)程控制閥（鉆臺(tái)上）必須專人操作；十二）、三位四通閥應(yīng)有兩個(gè)遠(yuǎn)程

13、控制臺(tái)，且應(yīng)配 備雙閥。7、轉(zhuǎn)化成氣體鉆進(jìn)之前一定要徹底干燥和清潔井眼。用氣 體霧化干燥后，再在鉆桿內(nèi)直接加入4080L發(fā)泡劑和 300600L水（有時(shí)可能要進(jìn)行幾次），把鉆具下到井底 用正常鉆井空氣排量循環(huán)，發(fā)泡劑返出后至少用氣體吹 洗井眼1.0小時(shí)，直到返出的氣體干燥位置。8、起鉆到每一個(gè)單流閥均要用專用的工具接頭排空單流閥 之間的高壓氣體或泡沫。9、浮閥和單流閥要定期檢查、更新，防止單流閥失靈或芯 子脫落飛出傷人。10、密切監(jiān)視出口返出情況，不定期關(guān)閉降塵閥，觀察檢驗(yàn) 井內(nèi)是否鉆遇水層，若發(fā)現(xiàn)出口空氣潮濕或有水滴，應(yīng) 該改成霧化或泡沫鉆井。11、下鉆要分段循環(huán)，將井內(nèi)液體分次排出。7、轉(zhuǎn)

14、化成氣體鉆進(jìn)之前一定要徹底干燥和清潔井眼。用氣12、在出口管處用手感覺到穩(wěn)定的空氣流，則說明注入泡沫 液較少，空氣量較多，應(yīng)增加泡沫液的注入量或減少空 氣注入量；如果在出口管感覺到一股柔和的氣流吹出， 則說明已經(jīng)形成了泡沫液柱。13、當(dāng)泡沫液以柔和的沖擊性流出，則說明泡沫形成很理 想，達(dá)到了最佳攜沙效果。14、如泡沫沖擊強(qiáng)烈，說明空氣太多。這種“沖擊”不 僅易造成地面事故還可能造成井壁垮塌。15、鉆柱中最好接上減震器、穩(wěn)定器和隨鉆震擊器以 防斜打直，增加突發(fā)事故的處理手段。16、如在油氣層中鉆進(jìn)，起鉆前可將原油或泥漿泵入 井內(nèi)，以建立一個(gè)靜水壓力平衡油氣層壓力。12、在出口管處用手感覺到穩(wěn)定的

15、空氣流，則說明注入泡沫 17、如替入泥漿，性能要優(yōu)良，失水要盡可能低。18、當(dāng)發(fā)生卡鉆時(shí)，應(yīng)首先加大氣體排量，循環(huán)解卡；如不 能解卡，應(yīng)考慮掉塊卡鉆，可啟動(dòng)隨鉆震擊器解卡。19、發(fā)現(xiàn)立管壓力下降，立即停止鉆進(jìn)。排除地面問題確定 為鉆具刺漏后，應(yīng)將鉆具放到井底，找出刺漏點(diǎn)（反循 環(huán)、流量計(jì)），然后倒出刺漏鉆具，千萬(wàn)不能盲目起鉆 使問題復(fù)雜化。20、發(fā)現(xiàn)立管壓力有異常變化，應(yīng)立停鉆觀察： 1）如“腔室效應(yīng)”或“閃爆”造成的燃燒，可能有黑煙返出，氣 體、巖屑潮濕。需檢測(cè)返出的氣體是干氣還是濕 氣，同時(shí)上下活動(dòng)鉆具干燥井眼，破壞泥餅環(huán)。 2）干氣：干燥井眼或破壞泥餅環(huán)后繼續(xù)鉆進(jìn)； 3）濕氣：轉(zhuǎn)為霧化或

16、泡沫鉆進(jìn)；17、如替入泥漿，性能要優(yōu)良，失水要盡可能低。十四）、常規(guī)安全檢查1、發(fā)動(dòng)機(jī)防暴防火裝置齊全。2、所有照明燈應(yīng)能防蒸汽、防爆。井口、封井器和鉆臺(tái)應(yīng) 安裝熒光燈，放的盡可能遠(yuǎn)些，并要得到良好的照明。3、泥漿泵與立管及井口隨時(shí)都處于完好狀態(tài)，并在泥漿池 和儲(chǔ)備罐中儲(chǔ)存井筒容積1.5倍的泥漿。4、所有鏈條護(hù)罩應(yīng)堅(jiān)實(shí)牢固，應(yīng)盡可能浸泡在油液中。5、如以天然氣鉆井或有天然氣跑出情況，應(yīng)使用防暴工具 和繩索（不用鏈條），鉆具接頭和方補(bǔ)心應(yīng)涂上防暴涂 料。6、調(diào)整好所有的離合器， 防止產(chǎn)生火花。十四）、常規(guī)安全檢查7、配備足夠數(shù)量的滅火裝置。8、距井場(chǎng)200米外各處設(shè)置警示板，說明此處在進(jìn)行空氣和

17、 天然氣鉆井。9、嚴(yán)格用火制度。井場(chǎng)不許用明火，不許吸煙，除特殊許 可外不需用燃爐。10、來訪者必須先接受安全知識(shí)培訓(xùn)。11、機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)停在距井場(chǎng)一定距離的指定地點(diǎn)。12、無(wú)線電話和便攜電話機(jī)應(yīng)放在井場(chǎng)60m以外的地方。13、井口必須居中，誤差不的大于5mm。14、定期檢查封井器狀態(tài)和工作情況，并定期試壓，檢查內(nèi) 膛，對(duì)有銹蝕、斑點(diǎn)和凹坑的密封環(huán)不應(yīng)使用。7、配備足夠數(shù)量的滅火裝置。15、液壓封井器應(yīng)配備二至三個(gè)控制臺(tái)。除常規(guī)的司鉆操作 臺(tái)和遠(yuǎn)程控制臺(tái)外，最好在監(jiān)督房處再配一個(gè)控制臺(tái)， 并用符合要求的管線連接。16、開鉆前對(duì)所有封井器及控制管匯按要求嚴(yán)格試壓。17、每次起下鉆要開合一次封井器。18、每次起下鉆由專人檢查 保養(yǎng)鉆柱浮閥和單流閥。19、當(dāng)有高壓油氣侵入井內(nèi)時(shí)，在沒有打開節(jié)流閥之前，不 要關(guān)閉封井器，而且在井