基于低油价下一种低成本储层钻井新技术

赵广滨（大庆油田钻探工程公司）

氮气钻井具有机械钻速高、对储层污染小等技术优势，是保护油气储层的理想钻井方式之一。但是氮气设备成本相当高，大庆钻探钻井工程技术研究院一套15 m3/min氮气设备500万元，井深1500 m的6"井眼氮气钻井需要气量为60 m3/min，需要4套氮气设备。如果井眼更大更深，这需要更多的氮气设备，因此增加了氮气钻井成本，限制了氮气钻井的应用。如何减少氮气设备的使用降低氮气钻井成本，是中浅层储层氮气钻井推广和应用的关键[1-5]。因此，笔者提出了中浅层储层氮气钻井新技术，可大幅度降低氮气钻井成本。

1 储层氮气钻井的主要优点和问题

氮气钻井是指以减少中浅层储层伤害提高产量为目的的氮气钻井，该种氮气钻井一般只是到储层才用，储层之上井段采用常规钻井，因此中浅层储层氮气钻井时间不太长，一般几个小时或十几个小时就结束。

氮气钻井主要优点如下：

◇对储层无任何污染，保护储层效果最好；

◇安全性好，不会造成任何燃爆事故；

◇机械钻速快。

主要问题如下：

1）由于钻井需要气量比较大，要充分携岩，由于单个氮气设备制氮量较小，因此需要的制氮设备多套，租借设备成本高。

2）由于设备成本高，几套设备只能应用一口井，不能同时应用多口井，限制了氮气钻井的推广应用。

2 技术方案

针对氮气钻井的特点，提出采用技术套管或表层套管作为氮气储存容器的技术方案：可以使用技术套管或表层套管作为压力容器，标准的技术套管抗内压几百兆帕，储存几十兆帕的氮气完全适合，只需加工密封接头和连接管线系统，套管和接头也可重复利用，成本更低，而且不影响技术套管的正常应用，如应用138"技术套管，一根10 m该技术套管容积为0.7 m3，30 MPa压力可储存标准状态下200 m3的氮气，100根技术套管，可储存标准状态下20 000 m3的氮气，如果需要60 m3/min氮气钻井可用5 h，可以提前把技术套管运到现场，然后氮气设备进行注气，而且现场氮气设备注完气就可离开。

氮气的灌注可以在厂房进行，氮气设备不动，只是运输技术套管或储气罐，可以极大提高氮气设备的应用效率，一个小气量氮气设备就可以同时满足多口井氮气钻井现场应用。通过计算每口井可节省20 000 m3的氮气，降低氮气钻井的设备成本150万元。

3 钻井工艺流程

氮气钻井工艺流程如图1所示，氮气罐用一套管线系统与钻柱连接，氮气罐出口安装一个闸阀，如果在厂房注气，注完气关闭闸阀，氮气钻井开始后打开闸阀，所有的气罐连入一个进气管线，进气管线进入立管前安装一个气体流量计，一个进气阀和一个调压阀，流量计测量气体流量，调压阀根据需要的流量控制进气量，进气阀是否注气，调压阀和立管之间安装一个泄压阀。

图1 氮气钻井工艺流程

氮气钻井开始时，井口钻杆需接一个单向阀，底部钻具也需要接一个单向阀。

1）正常钻进时，打开闸阀和进气阀，根据需要的气量，调整调压阀和设备闸阀，使之符合需要，关闭泄压阀，即可进行正常氮气钻井。

2）接单根时，关闭进气阀，打开泄压阀，把立管内压力泄掉，就可正常接单根，接单根结束后，关闭泄压阀，打开进气阀，正常钻井。

3）其他的工艺流程和常规氮气钻井相同。

新疆石西油田

4 结束语

1）现场采用技术套管作为氮气储存容器的新技术，可减少氮气设备的应用数量，每口井可节省2×104m3的氮气，降低氮气钻井的设备成本150万元。

2）该技术可应用一套小排量氮气设备施工多口氮气钻井，提高了氮气设备的利用率，在目前低油价情况下，有利于氮气钻井技术的推广应用。

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