充气钻井液主要是为了适应低压油气藏开发的需要发展起来的,是应对低压漏失层的有效手段之一。其主要特点包括:①根据不同的气液比,可调整充气钻井液的密度,从而有效地降低液柱压力,满足平衡钻井的要求。②具有很好的携砂能力,能有效地防止漏失和保护油气层。③可使井径规则,机械钻速提高。充气钻井液包括清水、增黏剂(常用Na-CMC)、降滤失剂、封堵剂[磺化沥青(SAS)]、黏土稳定剂(羟基铝)。
充气钻井液属于塑性流体,其性能要求包括:①密度范围内为0.6~1.0克/厘米3。②基液应具有较好的质量、较低的切力,易充气、易脱气,气泡均匀稳定,气液不分层。③具有良好的携屑能力和流变参数。
充气钻井中所需的专用设备包括混气器、携砂液混气器(先期防砂井使用)、计量仪表、控制管汇、除气器等5部分。①混气器。主要由分布若干气孔的内筒和外筒组成(图1)。②携砂液混气器。若在先期防砂井中应用充气钻井液、填砂所用的携砂液密度也必须小于1.0克/厘米3,此时可选用充气携砂液。携砂液混气器由涡轮搅拌器和冲撞式混合器两部分组成(图2)。③计量仪表。用以精确控制液量和气量。④控制管汇。为了便于操作、维护和搬运,将混气器、泡沫发生器(用于充气携砂液)、电磁流量器、气体流量计、单同阀、开关、由壬等组装在一个爬犁上(图3)。⑤除气器。对返出的充气钻井液进行脱气处理,以改善钻井泵的工作状况,提高上水效率。
充气钻井液可解决常规钻井技术开发低压稠油油藏导致产层损害的难题,保护稠油低压油层,提高原油产量。