钻井液设计
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标题44.钻井液设计最重要内容是井下安全,要求的内容。
摘要:一、钻井液设计的重要性二、井下安全的要求1.钻井液的选型2.钻井液性能的要求3.井下安全措施三、钻井液设计实操案例分析四、总结与展望正文:钻井液设计是石油钻井工程中的关键环节,它直接关系到井下作业的安全、顺利进行。
钻井液设计的最重要内容就是确保井下安全,具体要求如下:一、钻井液的选型1.根据地层特点选择适合的钻井液体系,如:盐水、淡水、聚合物等。
2.考虑钻井液的流变性能,确保其在井下具有良好的携带能力、润滑性能和护壁性能。
3.满足井下温度、压力等环境条件,保证钻井液的稳定性。
二、钻井液性能的要求1.良好的携砂能力:确保钻屑能够及时排出井口,降低井下事故的风险。
2.合适的粘度:保证钻井液在井下能够顺利循环,降低钻头磨损。
3.优良的护壁性能:降低井壁崩塌、涌水等事故的发生概率。
4.抗高温、高压性能:确保钻井液在复杂地层条件下保持稳定性。
三、井下安全措施1.制定完善的井下应急预案,提高应对突发事故的能力。
2.加强钻井液的监控与检测,及时发现并处理井下异常情况。
3.定期对钻井液处理剂进行评估和优化,提高钻井液的安全性能。
4.加强井下作业人员的安全培训,提高安全意识。
四、钻井液设计实操案例分析在某区块的钻井工程中,根据地层特点,选用了聚合物钻井液体系。
在钻井过程中,严格按照钻井液设计要求进行配制和调整,确保了井下作业的安全顺利进行。
同时,制定了完善的应急预案,对钻井液进行了实时监测,及时发现并处理了井下异常情况。
总结与展望:钻井液设计在石油钻井工程中具有举足轻重的地位,井下安全是钻井液设计的核心。
一、井身结构设计1.1、钻井液压力体系1.1.1、最大泥浆密度ρmax=ρpmax+Sh (1-1)式中:ρmax-某层套管钻进井段中所用最大泥浆密度,g/cm 3.ρpmax-该井段中所用地层孔隙压力梯度等效密度,g/cm 3Sb-抽吸压力允许值得当量密度,取0.036 g/cm 3。
发生井涌情况时:ρfnk=ρpmax+Sb+Sf+HniHp max .Sk (1-2) 式中:ρfnk-第n 层套管以下发生井涌时,在井内最大压力梯度作用下,上部地层不被压裂所应有的地层破裂压力梯度,g/cm 3Hni-第n 层套管下入深度初选点,mSk-压井时井内压力增高值的等效密度,取0.06g/cm 3Sf-地层压裂安全增值,取0.03g/cm 3。
1.1.2 校核各层套管下到初选点深度Hni 时是否会发生压差卡套ΔPm=9.81Hmm (ρpmax+Sb-ρpmin )×10-3 (1-3) 式中:ΔPm-第n 层套管钻进井段内实际的井内最大静止压差,MPaρpmin-该井段内最小地层孔隙压力梯度等效密度,g/cm 3.Hmm-该井段内最小地层孔隙压力梯度的最大深度,mΔPN-避免发生压差卡套的许用压差,取12MPa 。
1.2 井身结构的设计根据邻井数据,绘制地层压力与破裂压力剖面图,如下图所示:图1-1 地层压力与破裂压力剖面图(1)油层套管下入深度初选点H2的确定由于井深为2160m ,所以确定油层套管的下入深度为2155m 。
(2)表层套管下入深度初选点H1的确定试预取H1i=390m ,由邻井参数得:ρpmax=1.1g/cm 3、Hpmax=2160m 。
以及发生井涌时,由公式1-2并代入各值得:ρf1k=1.1+0.036+0.03+3902160×0.06=1.498g/cm 3根据邻井数据可知390m 以下的最小破裂压力梯度为ρfmin=1.5g/cm 3,因为ρf1k<ρfmin 且相近,所以确定表层套管下入深度初选点为H1=390m 。
钻井液配方的均匀设计法
彭春耀;鄢捷年
【期刊名称】《中国石油大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2000(024)002
【摘要】将一种数学处理的新方法--均匀设计法应用于钻井液配方的设计,并以塔里木盆地大宛齐地区保护油气层钻井液配方的优化设计为例,讨论了该方法的应用程序,包括试验次数的确定、对试验数据的分析以及最佳配方的确定过程等,通过室内试验对所设计配方的油气层保护效果进行了评价.设计结果表明,在基本不影响优选效果的情况下,使用该方法进行钻井液配方设计能明显地减少试验次数,从而可大大地节省人力、物力,与传统的正交设计法相比具有明显的优越性.该方法使用简便,易于在生产现场推广应用.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】彭春耀;鄢捷年
【作者单位】石油大学石油工程系,北京102200;石油大学石油工程系,北京102200
【正文语种】中文
【中图分类】TE254+.6
【相关文献】
1.均匀设计法在双保钻井液配方中的应用 [J], 刘建民;胡庆江;严波;何兴华
2.均匀设计法优化三黄巴布剂基质配方 [J], 王昕;顾秀琰;徐玉娥;肖正国;
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海洋石油模块钻机钻井液固控系统设计摘要】:众所周知,钻井液在整个钻井工程中充当了特别重要的角色,它的地位极高,钻井液的存在与否,直接影响了钻井工程的进行,如果钻井液的质量没有得到保证,那么最后钻出来的井的质量也不能得到保证,其次,现在都在注重石油钻井工程,石油钻井工程的促进可以增加石油的产量,同时如何提高对这些不可再生资源的挖掘技术也算是一个技术上的难点问题,而对难点问题进行解决了之后能极大的促进我国石油工业的发展,本文就以目前我国钻井液固控系统的设计样式为基本内容,浅谈其固控系统的设计要点。
【关键词】:钻井液; 固控系统; 设计要点随着对石油行业的重视,越来越多的施工团队也明白了石油开采的重要性,不少施工团队也开始将目光放在钻井技术上,也有很多的技术人员,一直致力于完善整个固控系统,目的也是为了让钻井工程完成得更加方便,钻井技术越高超,在未来所花时间越少,也就能提高工程的完成效率,这都是整个固控系统完善之后的好处。
但是重点的问题就在于如何设计该系统,该系统的首要设计要求就是与当前固控工艺相结合,而且同时我国预算也有限,在进行固控系统的完善的前提是一定要保证资金使用的数额不多,至少不能超过成本的数额,成本是个必须要进行严格控制的东西,同时也不能委屈了机器的更新换代,一定要保证在有限的经济成本下,还能设计出功能高超的固控系统。
以下,便是对固控系统的设计要点进行的分析和归纳。
1 固控系统的布局总体来说,固控系统就要为钻井工程服务,在这当中,固相控制工作在整个工程中起领导作用,而且固控系统本身也安装有相应的固控设备,就是为了更好地让固控系统发挥出相应的能力,而且固控系统也可以将固控的能力和钻井的技术结合在一起,这样最终可以达到一举两得的好效果,钻井工程才会更快并且更保质量地完成建造工作,另外,在钻井液固控系统进行工作时,也要注意每一个环节每一个设备的布局,要根据不同环节。
2 钻井液固控系统基本构主要需要满足的功效,再根据不同设备可以完成的功能对各个设备进行布局的安排,当前我国的固控系统中,大概要安置沉淀罐,还有负责进行液体调节运输的中间罐,以及在任何时候都特别有用的吸入罐,还有储备废品的储备罐和其他需要用到的大型罐体,而既然这些罐体的体积都特别大,所以重点也是需要调整每个罐体的安置方位,每个罐体在进行安装工作时,都要考虑到外部的尺寸设计,这样最后系统进行组装后也不会呈现很奇怪的样式,同时固控系统的运转也不会出现太大的问题,这些都要倚靠布局的合理设计。
钻井液用液体润滑剂配方
钻井液是在石油钻井过程中使用的液体,其配方通常包括多种成分,其中液体润滑剂是其中重要的一部分。
液体润滑剂的配方通常需要考虑到以下几个方面:
1. 基础润滑剂,基础润滑剂通常是矿物油或合成油,用于提供润滑和减少摩擦,以确保钻头和钻杆在钻井过程中的顺畅运行。
2. 添加剂,液体润滑剂中可能添加一些特殊的添加剂,如抗磨剂、抗氧化剂、防腐剂等,以增强润滑性能和延长使用寿命。
3. 粘度调节剂,为了适应不同的钻井条件,液体润滑剂中可能还需要添加一些粘度调节剂,以确保在高温、高压等条件下依然具有良好的润滑性能。
4. 环境因素考虑,在液体润滑剂的配方中,还需要考虑到钻井地点的环境因素,如温度、地质条件等,以确保润滑剂在特定环境下的适用性。
总的来说,液体润滑剂的配方是一个复杂的工程,需要综合考
虑多种因素,以确保在钻井过程中达到良好的润滑效果和保护作用。
钻井液的配方通常是由专业的工程师根据具体的钻井条件和要求进
行设计和调整的。
实验一水基钻井液配制及其流变性质的测定一、原理阅读《钻井与完井工程》第三章和本指导书。
二、实验目的要求1、了解和掌握钻井液的配制过程及方法,学会按所需比重配制一定量的水基钻井液。
2、了解测定钻井液常规性能的各种仪器的测定原理,正确掌握测定钻井液常规性能的仪器设备的使用方法。
3、掌握四种常用流变模式的流变曲线绘制及流变参数的测定。
三、实验仪器及药品六速旋转粘度计、泥浆比重计和漏斗粘度计、电动搅拌机等各一台,搪瓷量杯、药物天平、安丘土、纯碱等。
四、实验内容与测定方法(一)水基钻井液的配制钻井液(泥浆)的种类很多,通常分为两种基本类型:即水基钻井液和油基钻井液。
油基钻井液是以柴油(或原油)作分散介质,水及有机土或其他的亲油粉末物质作分散相,加乳化剂等处理剂配制而成;水基钻井液是以水为分散介质,其基本组分是粘土(搬土)、水、和化学处理剂,这类钻井液发展最早,使用最广泛。
我们这里所要配制的钻井液只是其中一种最基本、最简单的水基钻井液,即般土原浆。
它的配制要点是在选定粘土的基础上,加入适量纯碱或其它处理剂,以提高粘土的造浆率。
纯碱的加量依粘土中钙的含量而异,可通过小型实验求得,一般不超过泥浆体积的1%。
加入纯碱的目的是除去粘土中的部分钙离子,使钙质膨润土转化为钠质膨润土,从而提高它的水化分散能力,使粘土颗粒分散得更细。
Ca(土)+Na2CO3=Na(土)+CaCO3。
因此,原浆加纯碱一般呈现粘度增大,失水量减小;如果随着纯碱加入失水量反而增大,就说明纯碱加过量了。
有的粘土只加纯碱还不行,需要加少量烧碱,其作用是把粘土中氢质土转化为钠质土。
计算出配制密度为1.05的水基钻井液1000ml所需膨润土重量(一般常用的是安丘土,密度为2.20g/cm3),用药物天平称取所需安丘土。
其计算公式如下:W土——配浆所需的膨润土粉重量 g;γ浆——所配钻井液的密度 g/cm3;γ土——安丘土粉的密度 g/cm3;V浆——需配制的钻井液体积 ml。
钻井液优选流变模式王福云摘要:钻井液流变模式的合理选择和流变参数的准确计算是钻井液优化设计的前提。
文中利用范式六速旋转粘度计对石油钻井液4种流变模式:幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式进行对比和分析,并对钻井液流变模式进行优选的4种方法,即流变曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和灰色关联分析法做了详细的阐述。
关键词:流变模式;钻井液;水力参数;流变曲线; 灰色关联分析法前言在钻探工作中,合理设计的钻井液是钻探工作成功的重要条件。
钻井液体的流变性能变化范围很大,不是一两种流变模式所能涵盖的,而不同的流变模式所诠释的流变性能不同,其流变参数也不一样。
钻井液流变模式的优选不仅对于准确计算流变参数至关重要,而且对于评价处理剂性能、优选钻井水力参数、分析研究井内净化和井壁稳定等均具有重要作用。
目前,广泛采用的钻井液流变模式有幂律模式、宾汉模式、卡森模式以及带屈服值的幂律模式。
在研究钻井液或处理剂的流变特性时,习惯做法是用六速旋转粘度计检测其在600、300、200、100、6、3rpm 时的读数,然后绘制流变曲线,这样得出的流变曲线精度不高,而且不能定性的表达与各种流变模式的拟合程度。
相关文献和实测现象均表明,6、3rpm 的数据因旋转粘度计内外筒环的液体呈塞流流动而不准确,这一点对高密度钻井液尤其突出,因此不能保留其直接的读数值。
本文分别介绍和分析了对流变模式进行优选的四种方法:曲线对比法、剪切应力误差对比法、相关系数法和灰色关联分析法。
一、4种钻井液流变模型标准API中仅给出了幂律流体与宾汉流体水力参数的计算方法,这两种模式也是目前钻井界最常见的流变模式。
幂律流体(Power-Law Fuild,简称PL)服从指数规律。
聚合物钻井液一般属于这种类型。
宾汉流体(Bingham Fulid,简称BF)又称塑性流体,大多数钻井液并不是完全是宾汉型或幂律型,而恰恰是介于二者之间。
1926年,Herschel和Bulkley提出了带屈服值的幂律模式(HB 模式)。
中国石油天然气集团公司钻井液技术规范第一章总则第一条钻井液技术是钻井技术的重要组成部分,直接关系到钻探工程的成败和效益。
为提高钻井液技术和管理水平,保障钻井工程的安全和质量,满足勘探开发需要,特制定本规范。
第二条本规范主要内容包含:钻井液设计,现场作业,油气储层维护,钻井液循环、固控和除气设备,泡沫钻井流体,井下繁杂的防治和处置,钻井液废弃物处置与环境保护,钻井液原材料和处理剂的质量掌控与管理,钻井液资料管理等。
第三条本规范适用于中国石油天然气集团公司所属相关单位的钻井液技术管理。
第二章钻井液设计第一节设计的主要依据和内容第四条钻井液设计就是钻井工程设计的关键组成部分,主要依据包含但不局限于以下几方面:1.以钻井地质设计、钻井工程设计及其它相关资料为基础,依据有关技术规范、规定和标准进行钻井液设计。
2.钻井液设计应当在分析影响勘探作业安全、质量和效益等因素的基础上,制订适当的钻井液技术措施。
主要存有:地层岩性、地层形变、地层岩石化学性能、地层流体、地层压力剖面(孔隙压力、倒塌压力与断裂压力)、地温梯度等信息;储层维护建议;本区块或相连区块已完成井的井下繁杂情况和钻井液应用领域情况;地质目的和钻井工程对钻井液作业的建议;适用于的钻井液新技术、新工艺;国家和施工地区有关环保方面的规定和建议。
第五条钻井液设计内容主要包括:邻井复杂情况分析与本井复杂情况预测;分段钻井液类型及主要性能参数;分段钻井液基本配方、钻井液消耗量预测、配制与维护处理;储层保护对钻井液的要求;固控设备配置与使用要求;钻井液仪器、设备配置要求;分段钻井液材料计划及成本预测;井场应急材料和压井液储备要求;井下复杂情况的预防和处理;钻井液hse管理要求。
第二节钻井液体系挑选第六条钻井液体系选择应遵循以下原则:满足地质目的和钻井工程需要;具有较好的储层保护效果;具有较好的经济性;低毒低腐蚀性。
第七条相同地层钻井液类型挑选1.在表层钻进时,宜选用较高粘度和切力的钻井液。
第六章钻井液设计
6.1 钻井液的总体要求
1、保证快速优质的钻进
(1)清洗井下钻屑并携带至地面;
(2)平衡地层压力,以防地层流体进入井内;
(3)保持井壁稳定;
(4)冷却与润滑钻头、钻具;
(5)传递水功率。
2、保护油气层,取全取准资料
(1)对油气层不发生损害作用;
(2)有利于地层测试,不影响地层评价;
(3)对钻井人员及环境不发生伤害及污染;
(4)对井下工具及地面装备不腐蚀或减轻腐蚀。
6.2 钻井液的维护与处理
1、预处理
影响钻井液的因素有很多,但总存在一定的规律性,做到预处理。
如在进入油、气、水层前,将密度加重至适应地层压力,并调整好重钻井液的预处理就可以保证钻井液性能的良好稳定,避免突然大幅度变化,从而为可保证钻井液性能的良好稳定,避免突然大幅度变化,从而为安全顺利钻井创造了条件。
2、用水维护钻井液
在钻井液中,钻井液中的水分在压差作用下不断地渗流,粘土和钻屑又不断分散侵入钻井液,这样就使钻井液的固相含量升高。
所以,在钻进过程中应根据钻井液性能和地层情况适当补充一定的水,以保持钻井液固相含量处在合适的范围。
相反,如不补充失去的水分,固相含量升高,这时只依靠依稀剂来维持钻井液流动性能,其结果必然会使钻井液胶体性过强,性能不稳定,逐渐变得对处理剂不敏感,粘度、切力很强,流动性很差,出现钻井液陈化现象。
加水是钻井液日常维护措施,要细水长流均匀加入,要防止不均匀地猛加乱加,这样会使井壁不稳定和井下出现复杂情况。
聚合物配成稀胶液,细水长流均匀地补充。
其他处理剂能配成液体的尽量配成液体加入。
3、对不分散钻井液体系的性能要求
(1)低密度固相的体积百分数不超过10%,最后小于4%;
(2)岩屑与膨润土含量之比控制在(2-3):1;
(3)不分散集合物钻井液动塑比控制在0.48左右,正电胶钻井液>0.5;
(4)除油层和易坍塌地层之外,在稳定地层可适当放宽滤失量,有利于提高钻速。
(5)钻头喷嘴处应具有尽可能低的水眼粘度,因该值对钻速有较大影响。
6.3钻井液设计
6.3.1 钻井液设计原则
《钻井泥浆技术管理规定》对钻井液设计的原则已经有明确的规定,要求钻井液工作必须有利于安全、优质、高效钻井;有利于取全取准地质、工程等各项资料;有利于发现和保护油气层,减少对油气层损害;有利于减少对钻具、套管和设备的腐蚀;有利于环境保护。
6.3.2 钻井液设计的依据
1、由赛题提供的地层岩石与结构,矿物组分剖面,全井段地层孔隙压力、破裂压力和坍塌压力剖面、地温梯度,地层水分析数据,油气层特性与动、静流动实验数据;
2、地层理化分析数据;
3、与地层相匹配的钻井液技术资料
4、地质与工程设计及泥浆定额;
5、邻井钻井井下复杂情况和钻井液技术资料;
6、调整井区块压力数据及停注排液情况等;
7、适用的钻井液新技术、新工艺。
6.3.3 钻井液材料与用量设计
表6.1 钻井液材料用量设计
6.4 固相含量
表6.2 固相控制设计
6.5。