中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院 河南濮阳 457001
摘要：大王探采1井作为雄安新区地热勘探井，钻井过程中存在漏失与地下水两种工况共存，液面距离地面约120m，井底沉沙约250m。因后期地热采注水需求无法采用常规的化学堵漏工艺，考虑井下安全采用了正循环清水充气清砂工艺等多种方式，但挤入地层的沉砂随试水作业又沉淀至井底，均未取得理想效果。为此引入中原钻井院自主研制及配套的充气反循环相关设备完成了充气反循环抽砂试验，试验过程中可顺利建立反循环，验证了双壁钻杆、气盒子等配套设备及工艺的可行性和其密封性，但其中也存在一些不足和缺陷，为该技术在石油钻井的应用推广提供借鉴。
关键字：气举反循环；井漏；捞砂作业；现场试验
1引言
气举反循环技术已广泛应用于地热、水井、地质勘探等领域，相比石油钻井而言，气举反循环技术施工工艺较为简单，将空气压缩后通过双壁钻杆、气液混合器等设备注入双壁钻杆芯管内部，在芯管内部形成低密度的混合液，使双壁钻杆内部与环空之间形成足够的压差，从而携带井底钻屑通过芯管返至地面，在裂缝型地层钻进过程中表现出了良好的防漏效果[1-2]。
2施工难点
大王探采1井设计井深3500.00m，上部地层松软易垮塌，蓟县系地层存在漏失与地下水两种工况。钻进至井深2135m时发生漏失，配制堵漏浆注入井底堵漏成功。继续钻进至井深2158m时，发生失反性漏失。完钻后分别在井深2882.09m和3500m开展了试水作业，试水后井底沉砂210m，为了保证井下安全进行了多次正循环气举清砂，但挤入地层的沉砂随试水作业又沉淀至井底，效果不是很明显。考虑到地层出水严重，且液面距离井口约120m的特殊工况，因此无法采用常规的化学堵漏工艺。
表1 大王探采1井钻遇地层表
考虑到反循环钻具与常规正循环钻具不同，在满足反循环钻进排渣要求的情况下，应尽可能采用较低的供气压力，理论推荐供气压力10~15MPa，空气量10~15m3/min，综合考虑现场喇叭口高度，潜水泵满足排量≥25m3/h，扬程≥8m。
4现场试验
自施工开始，共计入井3次，开展4井次气举反循环施工：
第一次入井：普通钻杆下入约2000m，双壁下入1000m，经测试整个反循环系统可行后继续下入双壁钻杆。
下至3250m处下钻遇阻（砂面在原200m基础上提前至少50m），转换为正循环小排量解堵后开始反循环捞砂，振动筛处未见反砂，起钻检查如图3所示，双壁钻杆内管粘连损毁13根，反循环牙轮钻头堵死，如图1-2所示，大部分为粒径15~20mm的钻屑，最大粒径可达32mm颗粒，4个水眼均堵死。
第二次入井：距离砂面10m处开始抽砂，振动筛处返出细砂颗粒。抽至3250m处双壁钻杆与方保接头处内管发生粘连，开始上提钻具，共计捞砂42.8m。起钻后钻头水眼堵，最大粒径10mm，其余均为细砂子。
第三次入井：钻头中心通道焊接十字型钢筋，下入双壁钻具114根，返水量不如第二次，判断为钻头处堵死，终止试验。
5结论及建议
1、钻头水眼提前堵死
分析认为应提前确定沉沙深度，遇阻时严禁加压划眼，应及时上提钻具，转为正循环顶通内通道后再进行反循环抽砂。
2、双壁钻杆内管上下接头粘连
分析认为，入井前双壁钻杆上下接头未全部上扣到位、接头间隙小、上扣时未抹黄油，从而导致上扣时上下接头粘连，卸扣时内管接头窜入钻杆内，内管连接结构需优化改进。
3、未见返出大颗粒岩屑
现场数据表明风量对上返流量暂无影响，双壁钻杆下深对上返流量影响大。下一步试验应加大双壁钻杆下入比例。
参考文献：
[1]陈怡，段德培.气举反循环钻进技术在地热深井施工中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程)，2009，36(4)：23-28.
[2]王玉国,肖海龙,谢连生.气举反循环钻进工艺在3512m深的京热164号井中的应用[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,36(2):9-11.
论文作者:王惠文
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
标签：钻杆论文; 地层论文; 井底论文; 地热论文; 漏失论文; 钻头论文; 作业论文; 《防护工程》2019年第5期论文;