气体钻井技术的发展趋势与新技术探讨

尹守春 杜亮 宋瑞杰 张赫

摘要：早在二十世纪九十年代，欠平衡钻井技术就在我国得到了迅速的发展，与此同时，气体钻井技术也成为保证机械钻速、保护油气层、减少钻井成本的关键技术手段。近年来随着我国现代社会的发展和多年来相关技术人员的技术攻关，气体钻井技术开始不断地完善，应用范围也开始逐渐扩宽，不过在实际应用的过程中也暴露出了很多的技术问题，这在很大程度上限制了气体钻井技术在我国的进一步发展，不利于我国综合实力的提升。本文就从气体钻井技术的优势及局限性两个方面对气体钻井技术进行了分析，并深入探讨了气体钻井新技术及其未来发展的趋势。

关键词：气体钻井;发展趋势;新技术

引言：从当前石油行业的发展情况来看，随着人们对油气需求的不断增长，资源供应紧张的问题开始逐渐突显，因此国内外很多公司开始尝试利用先进的气体钻井技术和气体检测系统以及相关的配套设备来达到油层开发和油层保护的目的，也正是在这种背景下气体钻井技术开始出现在我国，国内很多企业也开始逐渐关注对气体钻井技术的研究，以此来帮助提升机械钻速，保证企业的经济效益。

一、气体钻井技术的优势及局限性

（一）气体钻井技术的优点

1.有效避免卡钻的情况

在钻井的过程中经常会出现卡钻的情况，这样一来不仅会影响钻井施工的进度，同时也会对钻井企业造成巨大的损失。而气体钻井技术则可以大大缩小钻井的时间，这样一来就在很大程度上减少了钻井过程对钻具的损害;另外，气体钻井技术的注汽压力比较低，这样一来就可以大大降低对钻具的刺激，充分保证钻具使用的安全，避免出现卡钻的情况，同时也可以有效减少钻井施工安全事故的发生[1]。

2.发现储层并对其进行保护

储层伤害的过程通常是不可逆的，一旦发生储层伤害就会直接影响钻井过程的顺利开展，在空气钻井的过程中，由于所使用的循环介质是气相，依靠井底压力作为负压，这样一来钻井液中的固相和液相之间的正压差就可以消除，并且产层的流体也可以进入到环空中，之后再经过大气循环进入到地面，从而达到发现和保护储层的效果。

3.减少井漏情况的出现

钻井过程中如果出现井漏的情况，那么钻井的成本就会大大增加，这样一来不仅会消耗大量的经济成本，同时井漏情况的发生也会给地层造成巨大的伤害。气体钻井技术由于密度窗口的范围很大，所以可以在各种地层中实现欠平衡工况，这样一来就可以有效避免井漏状况的发生。

（二）气体钻井技术的局限性

气体钻井技术虽然有着很多的优点，但是从当前气体钻井技术的实际应用情况来看，气体钻井技术还是存在一定的局限性，它主要适用于一些不出水的坚硬地层、地层压力比较低且分布规律清晰的地层以及严重缺水或者严重漏失的地区等等，它不适用于高压油气层以及含硫化氢的地层、深井区域也不适用，并且由于气体钻井技术所需的设备的工艺都比较复杂，所以相关技术人员还是应当不断地对其进行创新[2]。

二、气体钻井新技术及其未来发展的趋势

（一）气体钻井新技术

1.连续循环气体钻井技术

连续循环气体技术主要适用于出水地层，它可以在接单根或者起下钻的过程中保持连续环，这样一来可以有效提升钻井的效率，避免井底积液引发的井壁坍塌。另外，连续循环气体钻井技术的应用也可以在有效延长气体钻井的井段，从而进一步扩大气体钻井技术的应用范围现阶段已经在四川、新疆地区开始试用。

2.出水、出油地层气体钻井技术

从钻井过程来看，地层出水、出油也是影响干气钻井的主要障碍之一，近年来随着我国现代社会的不断发展，相关企业也开始针对出水、出油地层进行攻关，并重点加强了对充气控回压等工艺技术方案的完善，这样一来就很好地解决了大出水地层地面水处理困难的问题。

3.气体钻水平井技术

现阶段气体钻水平井技术已经在国外得到了广泛的应用，并且在煤层气等常规资源的开发过程中发挥了巨大的作用，由于气体钻井的过程中，井筒内通常没有钻井液作为信号传输的载体，因此井下信号的传输也是影响钻井技术发展的关键问题[3]。国内地区也应当利用气体钻水平井技术来帮助有效减少钻井的成本、提升整个过程的产量。

4.储层氮气钻井技术

由于氮气的密度相比于钻井液来说会比较低，所以我们可以在钻井的过程中利用氮气作为钻井循环的介质，这样一来可以有效减少外来流体对储层的伤害，从而达到保護油气层的目的，有效减少井漏情况的发生，全面提升单井的采收率及产量。另外，由于氮气钻完井和非储层气体钻井提速存在巨大的差异，再加上没有液柱压力平衡地层压力，这样一来井控的安全风险就会大大增加，如果出现井控问题也会带来非常严重的后果，因此尤其企业必须要派有经验的专业队伍来开展施工[4]。

（二）气体钻井技术未来发展的趋势

从当前我国气体钻井技术的发展情况来看，在未来发展的过程中相关企业应当重点关注设备的问题，积极借鉴国外先进的经验、引进国外先进的钻井技术和钻井设备，像空气螺杆、油层泡沫技术等都是值得我国借鉴的先进气体钻井技术。不仅如此，随着开始过程的不断进行，大部分的油气田开采都会进入到中后期，在这个阶段地层的压力会逐渐减弱，因此相关技术人员应当在研发的过程中加大对这一问题的关注，并在原本的钻井技术的基础上，不断地对气体钻井技术进行优化，从而进一步完善气体钻井技术对深井地层的钻井工作，在减少钻井成本的技术上充分保证钻井的质量和效率。

结束语：总而言之，现代社会的发展使得气体钻井技术开始被抓紧应用在我国油气田开采的过程中，但是从当前我国气体钻井技术的实际应用情况来看还是存在很多的不足，这主要是因为我国气体钻井技术相比于发达国家起步较晚，当前还面临着很多的困难，需要我们从实践中不断地对其进行完善，相关技术人员应当做好相关的技术攻关工作，逐步解决工程复杂、气体钻井技术应用受限的问题，让气体钻井技术可以更好地为我国现代社会的发展做出贡献。

参考文献：

[1]张晓东，吴臣德，张园，等.气体钻井技术剖析及研究前景展望[J].石油机械，2008（06）：82-85.

[2]张静伟.气体钻井理论的新发展[J].石化技术，2018（8）：170-170.

[3]隆清明.气体钻井研究进展[J].西部探矿工程，2015，027（002）：59-61，65.

[4]孙君君，魏钢，宋胜南.气体钻井技术发展综述[J].石油知识，2008（4）：22-24.