利用反循環(huán)鉆井（RCCD）可以開發(fā)用常規(guī)泥漿常規(guī)鉆井可能損害的低壓油藏。

 

  卡爾加里K2 能源公司在美國北蒙大納州的Blackfeet 印第安人居住地Bow Island地層的低壓氣層中成功地應用了反循環(huán)中心卸流鉆井?，F(xiàn)場試驗表明，RCCD系統(tǒng)可以用于鉆進膠結致密、低壓或欠壓地層，可以廣泛應用于包括頁巖和含甲烷氣煤層等低孔隙度/滲透率地層。使用該系統(tǒng)，每英尺鉆井成本降低30%以上，該系統(tǒng)適合于擁有雙壁管柱的任何鉆機。

 

  1.反循環(huán)中心卸流鉆井

 

  K2 能源公司在北蒙大納的低壓Bow Island地層中成功地進行了兩組反循環(huán)中心卸流鉆井（RCCD）試驗。RCCD鉆井技術用于鉆進那些裂縫性低壓油藏，若用常規(guī)鉆井方式使用泥漿、泡沫或高壓空氣鉆進這些地層則會傷害地層。2002年春，這項技術用于Bow Island地層中使用常規(guī)方法鉆進均未顯示任何油氣發(fā)現(xiàn)的兩口井中，而用RCCD方式鉆進的井沒有采用增產(chǎn)措施就出氣了。

 

  PressSol 公司的 RCCD鉆井系統(tǒng)是針對硬巖石勘探鉆井而開發(fā)的，這種反循環(huán)鉆井是低成本精確取心的替代方法。反循環(huán)鉆井使用的是雙壁鉆柱，鉆井液通過雙壁鉆柱的內(nèi)外壁之間的環(huán)空流到鉆頭，鉆井液和巖屑從鉆柱內(nèi)部返回地面，如圖1所示。由于鉆井液和巖屑從內(nèi)層鉆柱的水眼中返到地面，在鉆硬地層時，RCCD提供的巖樣與未受污染的取心巖樣一樣。如果巖屑從鉆桿－井壁之間的環(huán)空上返，巖屑會損失一部分，而且會受到污染。

 

  由于地層-鉆柱之間的環(huán)空不用來上返鉆井液，因此PressSol 公司認為，對易被傷害的地層和低壓地層，反循環(huán)鉆井是理想的鉆井方式。反循環(huán)鉆井最初用來鉆硬地層，由于沒有必要的安全設備，不能用來鉆油井和氣井。

 

  研制出具有自主知識產(chǎn)權的RCCD系統(tǒng)后，克服了反循環(huán)鉆井的安全限制。安全系統(tǒng)由具有自主知識產(chǎn)權的井下防噴/關井閥、地面防噴器和地面壓井節(jié)流防噴管線組成。在起下鉆和接單根時，井下防噴/關井閥防止氣體跑到地面；地面的旋轉閥防噴器密封環(huán)空和鉆柱；帶有100ft返出管線的節(jié)流壓井管匯將巖屑循環(huán)到泥漿池。在鉆氣井時，在返出管線上使用丙烷火炬以點燃產(chǎn)生的氣體。使用了雙壁鉆柱后，RCCD系統(tǒng)可以用于任何鉆機。

 

  2.現(xiàn)場試驗

 

  K2 能源公司用常規(guī)鉆井方式和鉆井液在Bow Island地層鉆的兩口井，理論上認為應該出氣，但由于鉆井液的污染，沒有出氣，因此應用RCCD系統(tǒng)重新鉆了兩口井。

 

  Bow Island地層沉積于白堊紀，由海相頁巖夾雜砂巖組成。在阿爾伯達和北蒙大納的Big Rock累計產(chǎn)氣170億ft3，在Blood氣田累計產(chǎn)氣490億ft3。該區(qū)塊地層屬于欠壓地層。在Blood氣田，Bow Island地層是主力產(chǎn)層，在3300ft處壓力為200 psi，而該深度的靜液壓力為1400 psi。  雙壁鉆桿外徑41/2in，內(nèi)徑27/8in。使用氣體作為循環(huán)介質，并用氣動沖擊錘鉆井。鉆井過程中沒有出水。

 

  第一口井位于Blackfeet印第安人居住區(qū)的 Tesoro 3-14，1975年，最初用泥漿鉆出，測試3300ft處的Cutbank地層，取心后沒有任何發(fā)現(xiàn)而棄井。在Bow Island的頂部進行了泥漿錄井，沒有發(fā)現(xiàn)孔隙地層，也無氣體產(chǎn)出。2002年春天，K2 能源公司用RCCD系統(tǒng)鉆了名為Palmer Bow Island 3-14的井。使用氣體鉆至井深2400ft完井，表層套管下面裸眼完鉆。

 

  鉆進過程中，RCCD系統(tǒng)表現(xiàn)出了比常規(guī)鉆井更多的優(yōu)點。巖屑延遲時間短，巖屑不會由于和上覆地層接觸而被污染，更重要的是，地層不受上返鉆井液靜液壓力的影響，任何氣體都會運移到井眼，在地面點燃火炬。

 

  Leduc Alberta 的Tucker 電纜服務公司常規(guī)的四點測試和達西評價表明，Bow Island沒有任何產(chǎn)能。盡管這樣，還是進行了測試，由于Bow Island是低壓油藏，使用抽吸開采,，試采三天的產(chǎn)量是15.5萬ft3/d。

 

  第二口井為Sherburne Estate #1。1965年，該井鉆至2231ft，測試Cutbank地層顯示，該地層沒有任何孔隙。K2 能源公司鉆了Palmer 10-2井。該井套管封到Bow Island地層頂部1800ft處，下面保持600ft裸眼。與Palmer Bow Island 3-14井一樣，抽吸五天的試采產(chǎn)量達到9.7萬ft3/d。

 

  上述兩口井的試驗表明，RCCD系統(tǒng)可以用于鉆進膠結致密、低壓或欠壓地層，用常規(guī)鉆井方式和鉆井液則會污染地層，或者沒有任何油氣顯示，RCCD系統(tǒng)可以廣泛應用于包括頁巖和含甲烷氣煤層等低孔隙度/滲透率地層。