[發(fā)明專利]氣體鉆井鉆遇氣層時安全起下鉆的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910060218.5
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101922285A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃寧生;王衛(wèi)東;鄧虎;許期聰;羅整;肖洲;余銳;侯偉
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司鉆采工藝技術研究院
• 主分類號: E21B33/10
• 分類號: E21B33/10;E21B21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：一種氣體鉆井鉆遇氣層時安全起下鉆的方法，用于油氣田鉆井工程中利用氣體作為循環(huán)介質實施鉆進工程時，鉆遇產(chǎn)氣量不超過13000m³/d的含氣層的起下鉆，屬于氣體鉆井中起下鉆的工藝技術領域。

背景技術：

目前，氣體鉆井已成為大幅提高機械鉆速、發(fā)現(xiàn)與保護油氣層、治理惡性井漏、降低鉆井成本的重要技術手段，為了加快油氣田的開發(fā)速度，氣體鉆井正在大量的使用與鉆井工程中，因此氣體鉆井正以其優(yōu)勢蓬勃發(fā)展；在現(xiàn)有技術中，采用氣體欠平衡鉆井是快速鉆井的方法之一，為了保證在實施鉆井過程中，在有控制的條件下，實施一邊放噴一邊鉆井，因此在井口都要使用旋轉防噴器，當氣體鉆井鉆遇含氣層，在需要進行起下鉆作業(yè)時，通常采用的方法是不拆除旋轉防噴器總成，利用旋轉防噴器膠芯密閉鉆桿進行起下鉆作業(yè)，這樣可以防止井下的可燃氣體從井筒內溢出；但是，目前旋轉防噴器的膠芯最大通徑僅為195mm，只能允許鉆桿和外徑小于195mm的鉆鋌通過，而尺寸較大且使用較多的203.2mm鉆鋌和228.6mm鉆鋌等則不能通過膠芯，因此，在使用較大尺寸鉆鋌時，起下鉆必須取下膠芯，一旦取下旋轉防噴器的膠心，就造成井口敞開，井下的可燃氣體便會溢出井口，造成極大的安全隱患；并且，在下鉆過程中，由于鉆具通過膠心的速度比鉆進過程中鉆具通過膠心的速度大大加快，這樣長時間摩擦膠芯可能造成膠芯脫落，脫落的膠心掉入井底后可能造成卡鉆等井下事故。

發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是為了克服上述氣體鉆井過程中鉆遇氣層后起下鉆作業(yè)存在的問題，基于流體力學和流體數(shù)值模擬技術，提供了一種氣體鉆井鉆遇氣層時安全起下鉆的方法。

本發(fā)明按照以下步驟完成：

第一步在排砂管線7的中間部位設置一個90度的轉角，在轉角位置設置一個噴口向著排砂管線7出口的噴嘴6，再將供氣管線中的旁通管線5通過三號球閥3接至噴嘴6；

第二步在起鉆或者下鉆前先用氮氣對井眼進行大于兩個循環(huán)周期的循環(huán)，循環(huán)時間為5～10分鐘；

第三步完成第二步要求的循環(huán)后，關閉二號球閥2停止向井內注氣，同時打開三號球閥3，由注氣設備1通過三號球閥3和旁通管線5，再通過噴嘴6向排砂管7注入氮氣；

第四步在鉆臺10采用可燃氣體檢測儀檢測可燃氣體的溢出，如有溢出則增大注入氮氣的排量，至到鉆臺10沒有可燃氣體溢出，然后開始實施起鉆或者下鉆。

所述排砂管線7的中間部位設置90度轉角的位置距離排砂管7出口20～30m；

所述噴嘴6的直徑為30mm～60mm；

所述通過噴嘴6向排砂管7注入的氮氣量為25～80m³/min；

所述注入的氮氣也可以是其它不可燃氣體；

當采用氣體鉆井時，為了在遇到氣層時安全實施起鉆或者下鉆的施工，事先在排砂管線中段設計一個90度的轉角，轉角的位置應距離排砂管線7出口20～30m，轉角處的前段是通向井口9的排砂管線，轉角處的后段通向排砂管線7的出口，在轉角位置設置一個噴口向著排砂管線7出口的噴嘴6，再將供氣管線的旁通管線5通過三號球閥3與噴嘴6連接；在需要實施起鉆或者下鉆之前，先用氣體對井眼內的巖屑進行循環(huán)清理，根據(jù)不同的井深，采用氣體進行由井上到井下的氣體循環(huán)要大于兩個循環(huán)周期，循?環(huán)時間為5～10分鐘，使井底留下的巖屑被充分攜帶出井；完成循環(huán)后，關閉二號球閥2停止通過立管11向井內注氣，停止循環(huán)，然后打開旁通管線5的三號球閥3，由注氣設備1通過旁通管線5向噴嘴6供氣，由于噴嘴6是設置在排砂管線90度轉角處的，其噴口是對著排砂管線7的出口的，所以當噴嘴6向排砂管7出口方向噴射氮氣時，排砂管線7轉角處通向井口9的前段將形成負壓狀態(tài)，對從井下經(jīng)過井口出來的可燃氣體產(chǎn)生抽吸作用，一并將從井筒內溢出的可燃氣體吸入排沙管線7，并排出到遠離井口9的巖屑池8，并被點火燃燒，因此，鉆臺10上便不會有可燃氣體的蔓延；為了安全起見，在實施負壓抽吸排出可燃氣體的同時，在鉆臺10上設置可燃氣體檢測儀，如測出有可燃氣體溢出，就從每分鐘25m³的氮氣注入量逐漸增大到每分鐘50m³的氮氣注入量，使抽吸能力加強，直到鉆臺10沒有可燃氣體溢出，然后開始實施起鉆或者下鉆；在實施注入氮氣和實施鉆臺可燃氣體檢測的過程中，為了保險的目的，還可以在鉆臺10上設置并開啟防爆風扇，以便加快井口9環(huán)境內的空氣流動速度；