气体钻井井下节流降温高效钻井理论研究

摘要

气体钻井与常规钻井液钻井相比,有利于及时发现和保护储层,提高油气产量,避免井漏、泥页岩水化膨胀和储层伤害等问题的优点,可提高钻井速度4～8倍.目前进行气体钻井井筒流动参数计算时,环空气体温度通常用地层温度代替,但是由于气体的可压缩性,温度和压力之间又相互影响,计算结果存在着较大误差.从气体钻井高效破岩机理分析可知,气体钻井时井底几乎不存在压持效应,同时气体从钻头喷嘴喷出过程中出现节流降温现象,井底附近岩石在较高温度梯度作用下热应力增大,加速井底岩石破裂.在钻柱内适当位置,增设节流装置,将使气体在向下流动过程中提前降温,这样既可以增大气体在钻头喷嘴处的温降,提高破岩效率,同时也可以使节流降温后的气体在流向钻头过程中吸收钻柱和地层热量.结合气体钻井井筒传热和节流降温理论研究,研究了气体钻井井下节流提高破岩效率.