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国内外气体钻井发展历程

气体钻井始于 20 世纪 30年代的美国, 是使用气体、气液混合流体作为循环介质代替钻井液的钻井技术。发展历程分为两个阶段,第一阶段从20世纪30~80年代早期,这一阶段循环介质主要是空气及以空气为组分的气液混合流体。气体钻井用于非储层段钻进,作为钻井提速或者应对井漏的手段。该阶段的主要成果有:研制出大功率空气压缩机、增压机等核心装备;研制出空气锤、空气钻井系列牙轮钻头、井下灭火阀等工具;发展了包括雾化、泡沫、充气钻井在内的技术系列;开展了分析井壁稳定、出水预测的技术研究;研究建立了空气钻井的理论体系、研发了专用软件。据统计,这一阶段美国气体钻井的全年进尺比例占钻井总进尺的16. 7%( 美国能源部, 1986) 。第二阶段从 20世纪80年代至今,这一阶段循环介质除空气外,又出现了氮气、天然气及以其为组分的气液混合流体。气体钻井的钻进范围扩展到储层段,不但作为钻井提速或者应对井漏的手段,而且成为发现和保护油气层的最佳方法。该阶段的主要成果有:1992年加拿大卡尔加里大学研究出含氧气体与可燃气体混合在井下的燃爆规律;研发出柴油机尾气钻井、膜分离现场制氮等技术;研发出气体钻水平井技术, 空气螺杆、电磁波随钻测量技术;改进和完善了气体钻井配套工艺技术,气体钻井逐渐与分支井、挠性管钻井相结合。据统计,这一阶段美国气体钻井的全年进尺比例占到钻井总进尺的30%以上(美国能源部, 2005) 。国内发展历程我国早在20世纪60~ 70年代初就曾在川中、川西南等地区尝试开展空气、天然气钻井试验, 但因装备落后、工艺技术差等原因未能取得成功。20世纪80年代初国内开始研究气体钻井的基础理论, 20世纪80年代末新疆局进口了我国第一套空气雾化钻井装备(空压机3 台, 增压机3台、雾化泵 1台、空气锤2套) , 首先在我国开始了气体钻井工业化应用。2001年底至2006年,长城钻井公司利用购买的两套空气钻井设备。