钻井液对钻井的影响及对策(毕业论文)
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钻井液污染对录井工作的影响及解决方法许刚1张玉梅2(1.青海油田公司勘探处,甘肃敦煌 736202; 2.青海油田公司钻采工艺研究院,甘肃敦煌 736202)摘要:钻井液是钻井工程的“血液”,他具有携带钻屑、保护井壁、平衡地层压力和降低钻具磨损等功能。
在石油钻探过程中,工程方面为减少井下复杂情况或有效处理工程事故,获得较快进尺,使用钻井液添加剂的品种及数量越来越多。
由于不合格的有机添加剂对底层岩屑的污染,给识别真假油气显示造成了一定的难度。
针对在实际工作中对钻井液加入有机添加剂后,给综合录井带来的影响进行了探讨,结合现场工作、实际结果和原因分析,深入剖析了综合录井数据分析和解释评价方法,为钻井液混油或加入有机添加剂钻井条件下录井如何识别真假油气显示,如何鉴别真假岩性,更好地识别和解释评价油气储集层提供了科学依据。
关键词:钻井液;有机添加剂;综合录井;油气显示;真假岩性;储集层中图分类号:TE254+.4 文献标识码:A收稿日期:基金项目:作者简介:许刚,男,1983年生,助理工程师,从事现场测录井管理工作。
E-mail:xugangspy@Influence of drilling fluid pollution on mudlogging and countermeasureXU gang1ZHANG Yu-mei2Abstract:Drilling fluid drilling project known as "blood"。
It has to carry cuttings, protection wall, balance formation pressure, reducing drill wear and tear and other functions .In the oil drilling process, works to reduce the complexity of the situation or deal effectively with underground engineering accidents, access to faster footage, use and types of drilling fluid additives, an increasing number of .It is difficult to identify the true or false oil and gas shows because of the contamination of the unqualified organic additives added into the drilling fluid to cuttings. Targeted at the practical work of the drilling fluid by adding organic additives, to give comprehensive logging impact discussed, combination of field work, the actual results and cause analysis, a more simple analysis of a comprehensive logging should be taken to the corresponding data analysis and interpretation of evaluation methods . Contaminated or acceded to the drilling fluid under the condition of the organic additives, drilling logging oil and gas shows how to identify genuine and fake, how to identify genuine and fake rocks to better identify and explain the evaluation of oil and gas reservoirs provide a more realistic basis for.Key words: drilling fluid, organic additive, drilling, oil and gas show, true/false lithology, reservoir.钻井液是钻井工程的“血液”,它具有携带钻屑、保护井壁、平衡地层压力和降低钻具磨损等功能【1】。
关于南翼山油田钻井液性能对钻井技术的重要意义的探讨【摘要】钻井液体系的改进是提高钻速最直接的手段之一。
笔者针对南翼山油田钻井技术的发展现状,对钻井液影响钻井速度的方式和特征进行了较为系统的分析和评价,依据实钻资料统计分析以及大量文献调研成果,综合评价适合南翼山油田深井快速钻井的钻井液体系类型,现场应用提高钻速效果显著,为研究区钻井工艺改进、加快勘探开发进程提供了有力的技术保障。
【关键词】南翼山油田钻井液性能钻井速度1 引言南翼山构造是1955年地面调查发现的,地面构造为两翼基本对称的大而平缓的箱状背斜构造,属南翼山背斜构造带上的一个三级构造,茫崖拗陷亚区新生代第三纪长期稳定下降,连续沉积了新生界第三系和第四系地层(e3、n1、n21、n22、n23、q1+2)。
南翼山浅油藏开发层系分i+ii、iii+iv两套层系开发,目前共钻各类井477口,其中ⅰ层系(i+ii)油层组共钻390口井,ii层系(iii+iv)油层组共钻87口井。
一般来说,实际操作过程中对钻速产生明显影响的因素主要包括井身结构、钻井方式、地质结构或特征、钻井设备及钻井液几个方面。
那么,提高钻井速度的方法也就主要来源于对上述几个方面的改进,主要通过创新优化钻井液的性能、设计比较高效的钻头以及运用最优化的技术来提高钻井速度,尤其值得指出的是钻井液的作用,钻井液在提高钻井速度上的独特地位与作用,已经引起无数专家和学者的积极关注。
2 南翼山油田钻井液配方及处理南翼山油田目前开发三个地层组,分别是南翼山ⅰ+ⅱ、ⅲ+ⅳ、ⅴ油层组,2012年共钻井68口,ⅰ+ⅱ油层组29口、ⅲ+ⅳ油层组2口、ⅴ油层组37口,目前存在的问题是机械钻速慢,钻井过程中还存在气侵、水侵的影响。
2.1 ⅰ+ⅱ油层组钻井液性能及维护ⅰ+ⅱ油层组钻井液一般处于10—设计井深处,密度为1.03—1.10g/cm3,黏度为35—45s,api滤失为5ml以下,泥饼为0.8mm 以下,ph值一般位于8—9之间,含砂率小于0.3%,塑性粘度为10—20mpa·s,静切力开始为0.5—1pa,最终为3—6pa,动切力为 3—6pa。
提高钻井工程质量的措施钻井工程质量对于油气田勘探开发具有至关重要的作用,因此如何提高钻井工程质量就成为了研究人员和相关工作人员深入探讨的问题。
本文简单分析探讨了影响钻井工程质量的主要因素,钻井企业必须实施全面的质量管理体系,采用先进的技术和设备,才能提高钻井工程质量,更好地满足油气田勘探开发的需要。
标签:钻井工程;工程质量;提高措施钻井工程质量在油气田勘探开发中占据十分重要的作用,钻井企业应不断提高钻井工程质量,根据钻井现场实际情况并结合规范要求,制定科学合理的钻井计划,积极采取有效措施应对施工现场的不利影响,确保钻井工程质量。
1钻井工程质量的影响因素1.1钻井施工技术对质量的影响在不同的地质环境中采用不同的钻井施工技术,最终得到的钻井工程质量具有很大的差异。
过时的钻井施工技术不仅钻井效率低,对钻具的磨损也非常严重,更严重使钻探出的不满足设计要求,导致钻井工程质量不合格。
采取错误的钻井技术,会使钻井液容易进入到储油层,使储油层被污染。
选择合适的钻井施工技术可以提高钻井效率,还能减少储层污染,保证钻井工程的质量。
1.2钻井设备对质量的影响高效率的钻井设备不仅能有效提升钻井效率,还能保证钻井工程的质量。
在实际钻探中,应挑选优质钻具组合,应用PDC钻头和牙轮钻头实施钻井时的力度是不同的,牙轮钻头不能在岩石较硬的地质环境下使用,否则就会造成钻头损伤;而且牙轮钻头会使钻井内壁不平整,增大后期固井难度。
在选择钻具组合时,应考虑钻头强度和与井壁的匹配性,才能更高质量地完成钻井工程,满足油气田勘探开发的需要。
1.3钻井液使用方式对质量的影响钻井液是钻井施工中必须用到的材料,其对钻井工程施工也有着较大的影响。
钻井液的密度越高,粘度的相应增高会导致摩擦阻力变大,降低钻速,影响施工的正常进行;高粘度的钻井液还会对油层造成污染,使钻井施工质量显著降低。
钻井液的剪切力控制地不合理也影响到钻井工程的质量。
钻井施工过程中,依靠钻头破碎岩石形成井眼,并经过加固等过程形成稳定的井筒。
水平井钻井技术难点及对策分析随着石油勘探开发技术的不断发展,水平井钻井技术在油田开发中得到了越来越广泛的应用。
水平井可以有效提高油气开采率,降低地层压力,延长油井寿命,减缓油田衰竭速度。
在水平井钻井过程中,也存在一些技术难点需要克服,本文将对水平井钻井技术难点进行分析,并提出相应的对策。
一、难点一:井眼质量控制在水平井钻井过程中,井眼质量的控制是一个非常关键的问题。
井眼质量不良会导致井壁稳定性差、裂缝漏失等问题,严重影响井下作业的顺利进行。
而水平井的钻井难度和井眼质量的控制关系非常密切,这就需要在水平井钻井过程中对井眼质量进行严格的控制。
对策分析:1. 合理设计井眼参数。
在进行水平井钻井之前,需要充分了解地层情况,设计出合理的井眼参数,包括井眼直径、井眼轨迹、井段布局等,确保井眼质量可以得到有效控制。
2. 选择适当的钻井液。
钻井液的选择对井眼质量有着重要的影响,需要根据地层情况和钻井工艺选择适当的钻井液,确保能够有效地稳定井眼。
3. 采用先进的管柱技术。
现代水平井钻井中,管柱的设计和施工技术已经相当成熟,可以采用多级管柱设计、工具互换技术等方式来提高井眼质量的控制。
二、难点二:钻井位置控制水平井钻井中,钻井位置的控制是一个重要的技术难点。
如果钻井位置控制不当,可能会导致井眼偏离预定轨迹,甚至偏向其他井眼,造成油气井资源的浪费,同时也会对环境产生一定的影响。
对策分析:1.应用导航工具。
在水平井钻井过程中,可以应用一些导航工具,比如地质导向测量工具、导向钻头等,在钻井过程中进行实时测量,保证钻井位置的控制。
2.精确测量井身轨迹。
在钻井过程中,可以通过各种方式对井身轨迹进行精确测量,包括地质测井、测斜井等,确保钻井位置的准确控制。
3.优化钻井工艺。
通过优化钻井工艺,可以提高钻井位置控制的精度,比如使用惯性导向技术、动态定位技术等,来提高钻井位置控制的准确性。
三、难点三:水平段钻井技术水平井钻井技术的难点之一是水平段的钻井技术。
钻井液对石油钻井的影响及对策1.绪论石油钻井是一项复杂的技艺工程,需要诸多方面的工种协调密切配合才能使钻井顺利完成。
钻井主要的工种有钻井、内燃机、石油泥浆。
这是紧密联系的三兄弟。
有人形象比喻说:“石油内燃机犹如人的心脏、钻井液(泥浆)犹如人的血液、石油钻井犹如人的骨骼。
”我认为这种比喻有一定的道理。
石油钻井就是由这三种主要的工种组成的一个完整的钻井体系。
钻井技术不断发展,对钻井液要求越来越高。
钻井液性能好坏在很大程度上决定了钻井的成败。
而钻井液性能的好坏是靠处理剂来调节的。
最早使用的钻井液处理剂是天然高分子化合物,例如丹宁、栲胶和无机物来处理钻井液。
后来引进聚丙烯酰胺钻井液。
现在又使用了阳离子、两性离子和正电胶钻井液等,这些都借用了化学学科特别是高分子化学的发展。
钻井液处理剂材料更是和高分子化学密不可分。
因此,钻井液对石油钻井影响很大。
2. 什么是钻井液钻井液就是在钻井过程中的其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。
钻井液的循环是通过钻井泵来维持的,从钻井泵排出的高压钻井液,经过地面高压管、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到达钻头,从钻头水眼上的喷嘴喷出,从清洗井底、携带钻屑。
然后由沿环形空间(钻柱与井壁形成的空间)向上流动。
到达地面后,经地面,低压管汇流入钻井液池,再经各种固控设备进行处理后返回上水池,最后进入钻井泵循环再用。
钻井液经流的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。
要深入了解钻井液对钻井的影响还要知道钻井液的作用。
3.钻井液的作用3.1携带和悬浮岩屑是钻井液首要和最基本的功能在悬浮中,沿钻杆向下或从钻孔中向上流动的钻井液有时会停止运动。
出现这种情况只能有两种原因:一是出现了故障,二是在更换钻头时将钻杆提出了钻孔。
钻探停止时,悬浮在钻井液中的钻屑就会沉入钻孔的底部,将钻孔堵塞。
钻井液被设计为具有一种非常有趣的特性,而该特性可以解决这一问题。
钻井液的稠度(或粘度)随钻井液流速降低而增加。
钻井液停止流动后,就会形成一种粘稠的凝胶体,这种凝胶体可使岩石钻屑悬浮在其中,从而防止它们沉入钻孔底部。
而当钻井液又开始流动后,它就会越变越稀薄,恢复到其以前稀薄的液体形态。
就是通过本身的循环将井底被钻头破碎的岩屑携至地面,以保持井眼清洁,使起下钻畅通无阻,并保证钻头在井底始终接触和破碎新地层,不造成重复切屑,保证安全、快速钻井、提高钻井率,能完成钻井任务,而且可以降低成本。
在接单根、起下钻和因故停止循环时,钻井液又将井内的钻屑悬浮在钻井液中,使钻屑不会很快下沉,防止沉沙卡钻,也可以保持井壁不垮塌。
3.2稳定井壁和平衡地层压力许多人都看到过石油从钻井台中喷入高空,石油工人为之而欢呼雀跃的情景。
实际上,这类井喷的发生,也并不值得庆祝,因为钻探的目标是以控制流量的方式来开采石油。
泥浆被设计为可以抵消岩层中流体的自然压力,从而防止发生此类事故。
压力间必须达到适当的平衡,即钻井液对钻孔壁的压力应足以抵消岩层和石油或天然气施加的压力,但这种压力又不能太大,否则会对油井造成破坏。
如果钻井液的重量太大,可能会使岩石破裂,钻井液也会因此而流失入地下。
钻井过程分为两个阶段:第一阶段是钻穿不含石油的岩层,目标是尽快钻穿不含油岩层,到达含油岩层,即储集层。
此时的重点是要保持钻孔中裸露岩层的稳定,同时还要避免钻井液流失。
而如果保持钻井液压力高于岩层孔隙流体压力,钻井液就会出现向岩层的透水岩石中渗入的自然趋势。
在钻井液中加入特殊的添加剂,就能防止发生这种情况。
钻井液还可能会以其它方式与周围的岩石相互作用。
例如,如果岩石含盐量很高,水就会溶解其中的盐分,从而使钻孔壁变得不稳定。
在这种情况下,使用油基钻井液效果会更好。
粘土含量高的岩层也容易被水冲刷掉。
对这类岩层需使用抑止性的钻井液,以保持井眼稳定并防止井眼扩大或被冲蚀。
随着钻探不断深入,井眼被用钢套管保护起来,钢套管用水泥加固,这样既保持了井眼的稳定性,又为到达储集层后开采的石油提供了通往地表的通道。
到达储集层后,必须改变钻井液的成分,以避免阻塞岩石孔隙。
保持岩石孔隙不被阻塞可使石油更顺畅地流入钻孔,然后上流至地表。
井壁稳定和井眼规则是实现安全、优质、快速钻井的基本条件。
性能良好的钻井液应能借助液相的滤失作用,在井壁上形成一层薄而韧的泥饼,以稳固已钻开的地层并阻止液相流入地层,减弱泥页岩水化膨胀和分散的程度。
同时,在钻井过程需通过不断调节钻井液密度,使液柱压力能够平衡地层压力,从而防止井塌和井喷等井下情况的发生。
3.3冷却和润滑钻头和钻具金属钻入岩石时,会因摩擦生热。
钻井液可润滑和冷却钻头,使钻探平稳进行,同时延长钻头的寿命。
对延伸区域或水平油井而言,润滑可能尤为重要,因为在这些地方,钻杆、钻头和岩石表面间的摩擦必须保持在最低水平。
在钻井中特别是在深井的钻井中,钻头一直处在高温下旋转并破碎复杂的岩层,产生高温和热量,同时钻具也不断地与井壁磨擦产生热量,钻井液不断地循环作用,可以将这些热量及时吸收,然后带到地面释放在大气层中,从而起到了冷却钻头、钻具并延长其使用寿命,钻井液的存在使钻头和钻具均在液体内旋转,在很大程度上降低了摩擦阻力,起到了很好的润滑作用。
3.4传递水动力钻井液在钻头喷嘴处以极高的流速冲击井底,从而提高了钻井速度和破岩效率。
高压喷射钻井正是利用了这一原理。
也就是采用高泵压钻进,使钻井液所形成的高速射流对井底产生强大的冲击力,提高钻速。
在使用涡轮钻具钻进时,钻井液由钻杆内较高流速经涡轮叶片,使涡轮旋转并带动钻头破岩碎石。
以上是说的钻井液的作用。
我在一年里操作实习中深深体会到作为一种优质的钻井液,要配制好一种优质的钻进液是科学技术含量很高的技术技艺过程。
钻井液对钻井的影响是很大的。
4. 钻井液对石油钻井的影响4.1钻井液必须有利于地层测试为了防止和尽量减少对油气层的损失,保护油气藏,钻井液必须与钻遇的油气相配伍,也就是根据地层测试和钻井的要求配制出优质的钻井液。
如果钻井液不符合地层测试的要求,不仅破坏了油气层,而且大大影响了石油钻井,使钻井成空井,或者产油产气低,严重影响了钻井的经济效益和社会效益。
4.2 钻井液对钻井中油气层的影响当钻井钻到储油层时,对钻井液的要求也不同,钻井液必须满足钻井工程和地质的要求,不然将对油气层遭到破坏。
严重地将发生喷井,使国家资源浪费,而且也是安全的隐患。
4.3 钻井液密度对钻井的影响钻井液密度是指一定体积的钻井液与其体积的比值。
钻井液密度的大小决定着钻井液质量的大小,也决定着钻井液液柱压力的大小。
密度大、质量就大,液柱压力就大,反之就小。
钻井密度对钻井的影响主要有两点:一是平衡地层压力。
因为钻井液具有质量,必然通过钻井液对井底产生压力。
对井壁有一定的支撑力。
该压力可以平衡地层及油、气、水层压力。
防止井口喷,保护和巩固井壁,防止地层中的高压油、气、水浸入钻井液而破坏钻井液性能,导致井下复杂事故,如卡钻、井壁塌落,油气遭到破坏等。
二是对钻速的影响:钻井液密度大,产生的液柱压力就大,钻具在井内转动摩擦阻力就大。
从而增加了动力消耗,加重了钻头研磨新地层的负担,致使钻速降低。
而且密度过大易压漏地层,破坏油气渗透率,甚至还会把油气压死,增大了发现油气藏的困难。
要做到“压而不死,活而不喷”,也就是钻井液密度大,但不能把油气压死,钻井液密度小,但不能发生井喷。
做到钻井液符合地层钻井的要求,根据实际情况调整钻井液的密度,怎样才能调整呢?4.3.1提高钻井液密度的方法一般可在钻井液中加入惰性的,密度大的粉末。
如加重晶石粉、石灰石粉、蚌壳粉等。
还可以加入可溶性盐类,使用方便是加入重晶石粉。
4.3.2降低钻井液的方法一是机械除砂,用振动筛、除砂器、除泥器清除钻井液中的钻屑、砂粒有害固相,减少钻井液固相含量,从而降低密度;二是加清水稀释;三是加入一定数量的发泡剂;四是使用化学紫凝剂,使部份颗粒聚结沉淀而降低密度。
以上几种降低密度的方法,第一种也就是机械除砂为佳,虽然花的劳动力多一点,但存本低,效果好。
4.4 钻井液粘度对钻井的影响钻井液粘度分塑性粘度和表观粘度。
塑性粘度就是钻井液在层流时,钻井液固体颗粒与固体颗粒之间,固体颗粒与液体分子之间、液体分子与液体分子之间内摩擦力的总和。
表观粘度就是用一定体积的钻井液流经规定尺寸的小孔所需的时间来表示。
在钻井实际操作中粘度升高,钻速降低。
也就是粘度较大流动阻力就大,功率消耗就大。
泵功率排量就降低。
另一方面,高粘度的钻井液在井底岩石表面形成一个粘性垫子,它缓慢了钻头牙齿对井底岩石的冲击和切削作用,降低了钻井功效。
但是钻井液粘度高有利于携带岩屑,保持井底清洁。
因此,钻井液粘度不宜过高,也不能过低,应根据钻进速度、设备功率所钻地层的特点来确定合适的粘度。
怎样调整钻井液粘度呢?4.4.1提高钻井液粘度的方法一是提高固相含量;二是固相颗粒间形成局部网状结构;三是加入水溶性高分子化合化;四是提高固相分粘度。
4.4.2降低钻井液粘度的方法一是增加钻井液中的自由水;二是加入稀释剂;三是升高温度。
我们知道了提高和降低钻井液粘度的方法就可以根据钻井的需要配制钻井液。
4.5钻井液切力对钻井的影响主要表现在两个方面:一是切力太大,对清除砂粒、钻屑困难,密度上升快,含砂量高,磨损设备、钻速降低;流动阻力大,开泵困难,这样会造成憋泵或憋漏地层,转动扭矩大,浪费动力、滤饼质量差、滤失大,易引起缩径、井漏、卡钻等事故。
二是钻井液切力太小,携带和悬浮岩屑能力降低,停泵易造成沉砂,下钻钻不到井底而卡钻。
怎样调整钻井液切力有利于钻井呢?当钻井液切力过低就要提高钻井液切力:一是提高钻井液中的固体颗粒含量;二是提高粘土颗粒分散度;三是加入适当的电解质如石灰等;四是加入水溶性高分子化合物。
当钻井液切力过高就要降低切力。
一是加水增大颗粒间距多,降低粘土含量;二是加稀释剂。
只要我们掌握到这两种方法,就可以应对钻井液切力过高或过低的问题,确保安全,确保钻井质量,确保钻井的顺利掘进!4.6 钻井液固相含量对钻井的影响钻井液固相分为惰性固相和活性固相。
对各种化学剂起反应的固相叫活性固相如粘土,对化学剂不起反应的固相叫惰性固相如钻屑等。
钻井液固相对钻井的影响:一是钻井液固相高密度就大,钻速下降,钻头寿命缩短;二是钻井液固相高,滤饼质量差,摩擦系数高,导致起下钻受阻,引起卡钻。
地层膨胀,井壁坍塌,也会影响固井质量,原油生产量低等;三是钻井液固相高含砂量增高,对钻井设备损坏太大;四是影响地质资料和电测资料录取。
钻井液中固相含量越低越好,一般控制在5%左右。
那么怎样控制钻井液中的固相呢?一是发现钻井液中固相含量高就用清水稀释,增加钻井液体积,降低钻井液中固相含量;二是用清水和低固相含量的钻井液替换掉一些高固相含量的钻井液,达到降低钻井液固相含量高的目的;三是可以采取沉淀方法,把钻屑从钻井中分离出来。