钻井液的循环方式
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洗井方式洗井方式1)正循环洗井:泵从出僵持中将洗井液压入钻杆直达工作面冲洗刀具,冲洗井底,洗井液与钻屑混合后,沿着井孔上升排到地面,净化后的洗井液又回到贮浆池。
优点:由于洗井液的流速高,压力大,冲洗能力强,对刀具、井底均能有较好的冲洗效果,可减少钻屑被重复破碎的机会,而且还可以兼作动力源,使钻具旋转。
缺点:只能适用于小直径钻井。
主要原因是因为洗井液上返速度问题,钻井直径越大,上返速度越慢,往往是呈现层流状态,不能懈怠较大颗粒的钻屑。
2)反循环洗井:反循环钻井分为气举反循环、空气反循环、泵吸反循环等。
气举反循环钻井,是将压缩空气通过气水龙头或其它注气接头(气盒子),注入双层钻具内管与外管的环空,气体流到双层钻杆底部,经混气器处喷入内管,形成无图 1 反循环钻数小气泡,气泡一面沿内管迅速上升,一面膨胀,其所产生的膨胀功变为水的位能,推动液体流动;压缩空气不断进入内管,在混合器上部形成低比重的气液混合液,钻杆外和混气器下部是比重大的钻井液。
如图1所示,h 1为钻具内混合钻井液高度,密度为ρ1;h 2为钻具内未混合的钻井液高度,密度为ρ2;H为环空钻井液高度,密度为ρ,由于ρg H >ρ1g h 1+ρ2g h 2,环空钻井液进入钻具水眼内,形成反循环流动,并把井底岩屑连续不断的带到地表,排入沉砂池。
沉淀后的泥浆再注入井眼内,如此不断循环形成连续钻进过程。
钻井液循环流程见图2:沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—混气器(与注入空气混合)—双壁钻具内水眼—水龙带—排液管线—沉砂池。
优点及用途1、能实现地质捞砂目的图 2 反循环钻井气举反循环钻井液流在钻具内直接上返,携带岩屑能力强,岩样清晰,在漏失地层钻进时能实现捞砂等地质目的。
2、提高漏层钻井效率气举反循环钻井时,钻头处的钻井液对井底产生抽汲作用,岩屑被及时带走,减少压实效应,在漏层钻井时,可减少岩屑重复破碎、能提高机械钻速,增加钻井效率。
3、可减少或消除钻井液的漏失,保护储层由于反循环钻井时环空压耗小,作用于地层的压力小,所以在易漏地层钻进时,可减少或消除钻井液的漏失,保护储层,并节约大量钻井液材消耗。
钻井液循环系统钻井是勘探和开发石油和天然气资源的基本方法之一,也是现代工业生产的重要手段。
而钻井的成功与否离不开钻井液循环系统。
钻井液循环系统是指通过钻井液将钻废岩挖掘上来,并进行处理和再利用的系统。
下面我们来详细地了解一下钻井液循环系统。
1. 钻井液循环系统的工作原理钻井液循环系统的工作原理非常简单。
首先,钻头在地层下面钻井的同时,钻井液被泵入钻杆内,通过钻杆逐层往下推进。
随着钻头不断钻进地层,钻井液经过管柱流入井底,然后经过钻头,喷向地层。
钻井液在喷向地层的过程中,既能冷却和润滑钻头,又能将打破的岩屑和泥土带回井口,完成钻井液循环的整个过程。
而钻井液循环系统还需要完成以下的工作:一是沉降和过滤岩屑和泥土;二是将钻井液进行处理,如去除杂质和再生利用等;三是控制井下的压力和温度等;四是进行泥浆的泵送和储存,以及压力和重量的调整等。
2. 钻井液循环系统的组成和结构钻井液循环系统主要由工作液循环系统、固控系统、泥浆处理系统、泥浆泵浦系统、压力控制系统、热控制系统、测井系统、安全防护系统等组成。
其中,工作液循环系统是钻井液循环系统最为重要的一部分,主要由井口、固井器、钻杆、钻头、鉴定器、工作液泵、输送管道、坑、固井液池等组成。
而固控系统则负责控制岩屑和泥土的沉淀和过滤,主要由固体分离器、岩屑分级器、过滤器、坑、固控系统、切屑器等组成。
泥浆处理系统主要负责对钻井液进行再利用,泥浆泵浦系统则用于将处理好的钻井液泵送到井底,压力控制系统则用于控制井下的压力,确保钻进工作的顺利进行。
而热控制系统则主要用于控制钻进过程中产生的热量,保持井下的恒定温度,测井系统则用于获取井下的地质和状况信息。
3. 钻井液循环系统的应用钻井液循环系统广泛应用于石油和天然气开采领域。
通过采用钻井液循环系统,不仅可以提高钻井的效率,更可以保证钻井的成功。
此外,钻井液循环系统还可以帮助钻井人员预测地下水位及水位变化情况,有利于防止地下水污染。
洗井方式1)正循环洗井:泵从出僵持中将洗井液压入钻杆直达工作面冲洗刀具,冲洗井底,洗井液与钻屑混合后,沿着井孔上升排到地面,净化后的洗井液又回到贮浆池。
优点:由于洗井液的流速高,压力大,冲洗能力强,对刀具、井底均能有较好的冲洗效果,可减少钻屑被重复破碎的机会,而且还可以兼作动力源,使钻具旋转。
缺点:只能适用于小直径钻井。
主要原因是因为洗井液上返速度问题,钻井直径越大,上返速度越慢,往往是呈现层流状态,不能懈怠较大颗粒的钻屑。
2)反循环洗井:反循环钻井分为气举反循环、空气反循环、泵吸反循环等。
气举反循环钻井,是将压缩空气通过气水龙头或其它注气接头(气盒子),注入双层钻具内管与外管的环空,气体流到双层钻杆底部,经混气器处喷入内管,形成无数小气泡,气泡一面沿内管迅速上升,一面膨胀,其所产生的膨胀功变为水的位能,推动液体流动;压缩空气不断进入内管,在混合器上部形成低比重的气液混合液,钻杆外和混气器下部是比重大的钻井液。
如图1所示,h 1为钻具内混合钻井液高度,密度为ρ1;h 2为钻具内未混合的钻井液高度,密度为ρ2;H 为环空钻井液高度,密度为ρ,由于ρg H >ρ1g h 1+ρ2g h 2,环空钻井液进入钻具水眼内,形成反循环流动,并把井底岩屑连续不断的带到地表,排入沉砂池。
沉淀后的泥浆再注入井眼内,如此不断循环形成连续钻进过程。
钻井液循环流程见图2:沉砂池—环空—钻头—钻具内水眼—混气器(与注入空气混合)—双壁钻具内水眼—水龙带—排液管线—沉砂池。
优点及用途1、能实现地质捞砂目的气举反循环钻井液流在钻具内直接上返,携带岩屑能力强,岩样清晰,在漏失地层钻进时能实现捞砂等地质目的。
2、提高漏层钻井效率气举反循环钻井时,钻头处的钻井液对井底产生抽汲作用,岩屑被及时带走,减少压实效应,在漏层钻井时,可减少岩屑重复破碎、能提高机械钻速,增加钻井效率。
3、可减少或消除钻井液的漏失,保护储层由于反循环钻井时环空压耗小,作用于地层的压力小,所以在易漏地层钻进时,可减少或消除钻井液的漏失,保护储层,并节约大量钻井液材消耗。
钻井地质循环是指在钻井过程中,钻井液(泥浆)从井口注入井筒,携带岩屑回到地面,并在此过程中不断循环使用的一个过程。
这个过程对于钻井作业至关重要,因为它不仅帮助清除钻头切削下来的岩屑,维持钻孔的清洁,还能给钻头提供必要的冷却和润滑,同时还能传递压力,用来控制井口压力和防止井涌等安全问题。
以下是钻井地质循环的简要描述:
1. 注入:钻井液从井口通过钻井泵注入钻井管柱,通过钻头进入井筒。
2. 携带岩屑:钻头切削地层时,岩屑会被钻井液携带至井筒中。
3. 上升至地面:携带岩屑的钻井液上升至地面,经过井口。
4. 处理岩屑:在地面,岩屑从钻井液中分离出来,这个过程可能包括振动筛、离心机等设备。
5. 回收和净化:分离出的干净钻井液被回收,去除杂质后重新注入井筒。
6. 循环使用:净化后的钻井液再次被泵送至井筒,继续携带岩屑。
在这个过程中,钻井液的性能至关重要,它需要具备足够的密度来平衡地层压力,防止井涌;足够的粘度来携带岩屑;以及良好的滤失性能,防止井壁塌陷。
钻井地质循环的有效管理对于钻井作业的效率和安全性都至关重要。