庫車山前勘探與開發(fā)是塔里木油田實(shí)現(xiàn)油氣發(fā)展規(guī)劃的重要戰(zhàn)場之一，也是落實(shí)西氣東輸萬億立方米天然氣資源的保障地。但是，由于該區(qū)塊探井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，深厚5000米左右的礫石巖層讓鋼鐵鉆頭無能為力。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)顯示，僅庫車坳陷大北區(qū)塊完井的十幾口井中，其平均鉆井周期為2年左右。其中，設(shè)計(jì)井深為6230米的大北6井是塔里木盆地庫車坳陷克拉蘇構(gòu)造帶西段大北1氣田大北6構(gòu)造點(diǎn)上的一口預(yù)探井，與同區(qū)塊探井地質(zhì)構(gòu)造一樣，普通牙輪鉆頭一天只能“啃”下10米至20米進(jìn)尺，一年累計(jì)下來進(jìn)尺不到4000米。塔里木油田在庫車凹陷礫石層鉆井緩慢的速度和較高成本，嚴(yán)重制約著建設(shè)大油氣田勘探開發(fā)的進(jìn)程。
塔里木油田在多次理論研究后引進(jìn)了空氣鉆井技術(shù)，最初在羅西1井和滿東2井展開先導(dǎo)性試驗(yàn)。雖然在兩口井中嘗試到了控制井斜、提速、節(jié)約成本的甜頭，但由于受當(dāng)時(shí)地質(zhì)認(rèn)識(shí)、技術(shù)指導(dǎo)性等因素限制，空氣鉆井的應(yīng)用隨之夭折。
2009年開始，塔里木油田在逐步摸索空氣鉆井的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)中國石油股份公司和塔里木油田提出的“縮短鉆井周期100天”的目標(biāo)，進(jìn)一步展開了探索。在累計(jì)國內(nèi)外眾多經(jīng)驗(yàn)后，塔里木油田把大北6井的空鉆作為“叫醒”地宮的利器，乘勢在大北6井拉開第一階段試驗(yàn)。結(jié)果表明，這個(gè)公司不但創(chuàng)造了該區(qū)塊日進(jìn)尺188米的最高鉆進(jìn)，而且使空氣鉆井在擊破礫石層方面發(fā)揮了重要作用。
地層出水是空氣鉆井的又一“死敵”。按專家的說法：地層出水量每小時(shí)達(dá)到5立方米，就無法進(jìn)行空氣鉆。今年年初，塔里木油田優(yōu)選了位于庫車山前的大北5井開展試驗(yàn)，并集成采用吸水劑等技術(shù)措施，克服了地層出水量超過150立方米等難題，首次完成了527.8米鹽水層試驗(yàn)井段，鉆井質(zhì)量達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求，并創(chuàng)出油田氣體鉆井水層井段最長紀(jì)錄，最終完成了氣體鉆井階段挑戰(zhàn)目標(biāo)。
空氣鉆井技術(shù)的引進(jìn)，為塔里木鉆井提速提供了強(qiáng)大動(dòng)力。4月份，塔里木油田在大北6井進(jìn)行第二個(gè)階段試驗(yàn)，僅用14天168.3小時(shí)完成了1110米試驗(yàn)井段，平均機(jī)械鉆速每小時(shí)達(dá)6.59米，與同井泥漿鉆井相比，鉆速提高到原來的12倍，創(chuàng)下全國311.2毫米井眼氣體鉆井進(jìn)尺最深紀(jì)錄，為塔里木盆地山前礫石層的鉆井提速打開了先河。
日前，塔里木油田已在大北204井使用空氣鉆井開鉆，開鉆12小時(shí)累計(jì)進(jìn)尺109米，使山前礫石層段的鉆速徹底告別了“蝸牛時(shí)代”，達(dá)到了平均鉆井周期比過去縮短100天的目標(biāo)。
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空氣鉆井是一種在“干燥”地層或流入的地層水足以被空氣所吸收的地層中應(yīng)用的優(yōu)化鉆井技術(shù)。1932年，美國進(jìn)行第一次空氣鉆井試驗(yàn)未獲成功，1938年又在加利福尼亞進(jìn)行完井實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果比用泥漿效果好，但未受到重視。
20世紀(jì)50年代，空氣鉆井得到廣泛應(yīng)用，到1959年，僅在新墨西哥州約鉆井1500口。全美國1954年氣體鉆井進(jìn)尺7.62萬米，到1959年達(dá)到91.5萬米。
與泥漿鉆井相比，空氣鉆井機(jī)械鉆速大幅度提高，使用鉆頭數(shù)量大幅度降低，鉆井時(shí)效大幅度提高，費(fèi)用很低。
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