气体钻井技术就是以气体为主要循环介质的欠平衡钻井技术,相对于常规钻井,其优势主要表现在保护和发现储层、提高油气产量和采收率、提高钻井速度、减少或避免井漏等方面。主要钻井方式有:
1、纯气体钻井:又分纯空气钻井和是纯惰性气体钻井,纯气体钻井井底压力当量密度为0-0.05kg/L,环空返速要求最低为15m/s。纯空气钻井主要应用在提高非储层段的机械钻速和对付非储层段井漏上,钻遇油气层时井下着火和爆炸的可能性极大。纯惰性气体钻井用的气体有氮气、天然气、柴油机尾气,主要应用在油气层段钻进,目的是为避免储层伤害,及时发现和评价油气层,提高单井油气产量和采收率。
2、雾化钻井:应用在可能存在井下爆炸的井段和非油气层段。雾化钻井的目的是在地层出水较小时提高流体的携岩能力或不出水时润滑井壁,其注人气量和压力都比纯气体钻井要大。
3、泡沫钻井:一般都采用空气作为气基,可应用在油气层段和非油气层段钻进,气液比一般为1000:1-200:1,连续相为液相。其优点是气体排量小(只纯气体钻井的一半左右)、密度低、滤失量小、可防止井下爆炸、对油气层伤害小、能提高机械钻速、携岩能力强;缺点是泡沫回收难度大、回收率低、发泡材料昂贵、成本较高。
4、充气钻井液钻井:是将空气或惰性气体和钻井液同时注人井内来降低液柱压力,以钻井液为连续相的钻井循环流体。其密度可通过充气量来调节,其液柱井底压力当量密度为0.70一0.80kg/L较为合适,环空返速在0.8~8.0m/S较为合适。
5、气体钻井方式之间的转换:对气体钻井危害最大的就是钻遇水层,当井下出水时,岩屑中的泥岩水化后抱团,粘附在井壁和钻具上,形成泥饼环,堵塞环空通道;由于环空中的循环气体需要将地层水雾化带到地面,会导致注人压力升高,在流量不变的情况下,压力升高则流速减慢,不利于携岩。但是,如果井下没有出水,钻具和井壁之间的摩擦阻力将会随着井段的增长、井斜角的增大而增大,因此需要根据井下的情况转换成更有利于安全钻井的气体钻井方式。