空气钻井技术对录井工作的影响及对策

摘 要：空气钻井工艺是一种新型的钻井工艺技术。为了使用的成功，项目部指定专人负责，分析空气钻井录井过程中存在的难题和风险，组织相关人员进行学习、精心施工。并在实际操作中做好监督验证工作，有效地解决了空气钻井条件下综合录井参数标定校验、综合录井异常预报、油气显示归位等方面的难题，保证资料录取、异常预报的准确性，为空气钻井安全实施起到了重要作用。

关键词：空气钻井；参数校验；异常预报；油气显示；综合录井

由于空气钻井技术的机理与常规钻井技术具有很大的差异，该技术在提高钻井效率的同时，却给录井工作带来了许多不利的影响。空气钻井的特性给现场录井资料采集及解释工作提出了新的技术要求，目前常规钻井条件下的录井方法已经滞后于钻井方法的发展。通过对录井方法的改进，以准确判定地层岩性，及时发现油气显示，提高录井质量就成为现场录井中的必然选择。

1 空气钻井技术介绍

1.1 工作原理

气体钻井就是将压缩气体注入井内，依靠环空气体的举升能力把钻井岩屑带回地面的一种钻井模式。空气钻井是利用地面的空气压缩机组提供压力为1.2～2.0MPa、排气量为80～130m3/min的高压空气，通过供气管汇注入井架上的立压管线来替代常规钻井液，把钻井过程中产生的岩屑携带到地面，经过喷水除尘后由专用管汇排入到沉砂池。

1.2 优点

空气钻井与常规钻井相比的优势在于：①显著提高机械钻速，缩短钻井周期；②井底清洗及冷却条件好，延长了钻头使用寿命，节省了钻头用量；③空气取之不尽，使用空气钻井可以节约用水、减少污染，有利于环境保护；④可有效避免井漏等井下复杂情况的发生。

1.3 空气钻井对录井的不利影响

空气钻井时，钻台上的立压、悬重、扭矩、转盘这些工程参数可正常采集，而泵沖、电导、温度、密度、池体积、流量等这些与钻井液钻井相关的传感器均无法采集。空气钻井技术的应用在提高钻井效率的同时，给现场录井工作带来了一定的不利影响，提出了一些新的问题：①迟到时间的理论计算及实物测量；②气体的采集方法；③空气钻传感器校验；④地层出水的检测及判断；⑤井下燃爆检测；⑥油气层解释。

2 空气钻井录井方法的初步研究

2.1 迟到时间测量

空气钻井所使用的循环介质为气体，因气体在井下的变化复杂性，迟到时间的理论计算与实物测量和常规钻井液条件下有很大的差异。固常规的迟到时间无法计算测量，项目部人员收集并询问总结迟到时间方法如下：①实测：实测迟到时间则利用空气钻井经验规则、井筒干净等特点，在起下钻、接单根时测出钻头到底注入氮气和岩屑返出的时间差值，就是该井深在目前状态下的岩屑迟到时间；②经验公式：参照理论迟到时间公式计算出的气体迟到时间在加上附加值△t，得出经验公式：T岩屑=T气体+△t

2.2 油气水层资料的收集

综合录井全烃浓度值直接反映的就是返出气体内的天然气。在正常钻进中，若返出气体中全烃基本无值，说明未钻遇气层；若返出气体中气测全烃值上升后达某个基值，说明钻遇了气层；当每钻遇一新气层，则气测全烃基值将被抬高，其判断方法与钻井液钻井有相似之处。

空气钻井中，无法对槽面、泥浆池体积进行观察，油气显示收集单纯依靠气测录井来实现。收集参数主要包括钻时、岩性、气测值变化及产量。

空气钻条件下油气层井段主要通过气测值变化来卡取，油气层井段即气测值变化井段。由于样气通过水出尘，瓶中比如按留有一定空气，空气将稀释气样，从而导致气测值开始升高时较迟钝，气测值实际偏小，高峰值滞后，给气测卡层带来一定影响，卡层时必须认识到这一点。同时结合钻时、岩屑、荧光资料综合分析。

3 实际应用

2014年11月3日03：00，工况：钻进，井深：2117.45m，立管压力由0.9MPa上升至1.0MPa，并在持续上升，至3：54立压上升至1.2MPa，钻时连续3m持续变大2117m钻时13.55min/m，2118m钻时16.68min/m，2119m钻时24.20min/m。地质捞砂岩屑减少、变湿，录井人员立即通知技服人员后进行排查发现地层出水。发现出水后，技服人员要求井队循环观察，初步估算地层出水量为10m3/h。小队人员准确判断出地层出水，并及时预报。

4 结束语

空气钻井技术作为近年来快速发展起来的一种钻井新工艺，在大幅度提高钻井实效、提高钻井施工队伍经济效益的同时，极大的影响了地质资料的录取，对录井行业带来了全新的挑战，同时降低了录井资料的采集品质、岩性剖面的准确性和油气层的解释符合率。本文在介绍空气钻原理的基础上，提出了现场空气钻井条件下的录井新方法，包括：现场采样收集，迟到时间的计算，天然气监测等。同时，对空气录井条件下的地层出水监测技术及燃爆监测技术进行了探讨和实践，可为今后的录井工作提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]余红波.空气钻井技术难点及对策[J].硅谷，2010（05）.

[2]马光长，杜良民.空气钻井技术及其应用[J].钻采工艺，2004（03）.

作者简介：

周灵佐（1983- ），男，湖北鄂州人，毕业于沈阳工业大学工商管理专业，工程师，从事市场开发管理工作。