钻井液对钻井速度的影响分析
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248近年来,随着全球经济的快速发展,各个国家争先发展石油、天然气等资源,石油企业在国家经济发展中占据着重要地位。
在油气的勘探过程中,钻井是油气勘探的重要环节,但钻井工程危险系数高、难度大,而且机械钻速直接影响着钻井工程的进度。
为了获得很多的经济效益,减少在钻井过程中出现问题,必须对影响机械钻速的因素进行研究、分析,找出合理的解决措施,才能促进经济的增长,才能加快钻井工程的进度,按时完成任务。
因此,本文对分析钻井工程中影响机械钻速的因素是很有必要的。
1 影响机械钻速的因素1.1 地层构造的影响目前,在石油资源的勘探过程中,地质条件对钻井工程机械钻速的影响是非常大的,石油资源是一种不可再生资源,是在漫长的历史进程中形成的,是在地层的岩石底下形成的。
所以,岩石的坚硬程度对机械钻速有很大影响。
一方面,如果油田是深层油田的话,地层岩石较厚而且坚硬,开采难度相对较大,影响机械钻速,影响整个钻井工程的进度。
例如,塔里木油田的地质层较厚,油田埋藏较深,多为山地环境,给钻井工程造成很大的困难,严重影响了机械钻速的进程,而且在钻井的过程中井漏、卡钻的现象时常发展。
另一方面,对于埋藏较浅的油田,经过长时间的开采,油田容易出现亏空现象,也容易造成卡钻、井漏现象,影响机械钻速的发展,给钻井工程造成很大难度。
所以,地层构造对钻井工程机械钻速的影响是非常大的,在油气勘探的过程中必须引起相关人员的重视,以致发生不必要的后果,造成人员的伤亡,影响企业的发展。
1.2 钻井液的影响众所周知,大功率的机械在做功的时候会有润滑油,起到保护机器,减少摩擦,帮助冷却的作用,在油气勘探钻井过程中也不例外。
目前,在钻井过程中用到的钻井液主要有润滑性、流变性等因素,旨在提高钻井过程中机械钻速,提高效率,增加产量。
钻井液中所含的因素对机械钻速的影响非常大,例如,钻井液中固相含量越高,机械钻速就会越低,反之亦然。
所以,在钻井的时候,一定要掌握好钻井液中各成分的含量,以免对机械钻速产生影响。
1地层沉积欠压实产生异常高压机理答:沉积物的压实是由于上覆沉积层的重力引起。
当沉积的速度较慢时,沉积层内的岩石颗粒有足够的时间重新紧密排列,并使孔隙减小,孔隙中的流体被挤出。
若地质环境是开放的,被挤出的流体就沿着阻力大小的方向或沿着低压高渗透的方向流动,建立起正常的静液压力环境。
这种正常沉积压实的地层,随着地层埋藏深度的增加,岩石密度增大,孔隙度变小。
在沉积的过程中,建立正常静液压力环境的条件受到影响,如沉积速度过快,岩石颗粒没有足够的时间去排列,孔隙内流体排出受到限制,基岩无法增加它的颗粒与颗粒间的压力。
随着上覆岩层继续沉积,负荷增加,孔隙中的流体必然开始部分地支撑本来应由岩石颗粒来支撑那部分上覆岩层压力,从而导致异常高压。
异常压力的形成,还需一个密封结构。
最常见的密封结构是一个低渗透的岩层,如纯净的页岩层段。
该封闭结构降低了正常流体的散逸,从而导致欠压实和异常的流体压力。
2、地层流体侵入井眼的征兆有哪些?答:1)钻时加快;2)钻井液池液面升高;3)钻井液返出流量增加;4)返出钻井液温度升高;5)返出钻井液密度变低;6)返出钻井液电导率变低;7)返出钻井液粘度变化;8)循环压力下降;9)地面油气显示;10)大钩负荷增大3.请简述钻柱的作用?答:钻柱的作用有以下几个方面:1)为钻井液由井口流向钻头提供通道2)给钻头施加适当压力(钻压),使钻头的工作刃不断吃入岩石;3)把地面动力(扭矩等)传递给钻头,使钻头不断旋转破损岩石;4)起下钻头;5)根据钻柱的长度计算井深;6)通过钻柱可以观察和了解钻头的工作情况、井眼状况及地层等;7)进行取心、挤水泥、打捞井下落物、处理井下事故等特殊作业;8)对地层流体及压力状况进行测试及评价,即钻杆测试,又称中途测试。
4.弯接头造斜原理弯接头,这种结构一方面使钻头倾斜,造成对井底的不对称切削,从而改变井眼的方向;另一方面井壁迫使弯曲部分伸直,使钻头受到钻柱的弹性力的作用,从而产生侧向切削,改变井眼方向;5、提高钻头水力参数的途径有:A 提高泵压和泵功率B降低循环系统压耗系数C 增大钻头压降系数D 优选排量6.简述钻铤在钻井过程中的所起的主要作用.答:钻铤处在钻柱的最下部,是下部钻具组合的主要组成部分.钻铤在钻井过程中的所起的主要作用有以下几个方面:1)给钻头施加压力;2)保证压缩条件下的必要强度;3)减轻钻头的振动.摆动和跳动等,使钻头工作平稳;4)控制井斜.7.何谓钻柱的中性点?为什么要保证中性点落在钻铤上?答案:在正常钻进过程中,下放钻柱,把部分钻柱的重力加到钻头上作为钻压,钻压使得钻柱的轴向拉力都减小相应的数值,而且使钻柱的下部受压缩应力的作用.钻柱任意截面上的轴向拉力为Fw=KB(qpLp+qcLc)-WFw--钻进(有钻压)钻柱任意截面上的轴向拉力,KN;W--钻压.KN由上式可以知,作用于钻柱某一截面的轴向拉力等于该截面以下的钻柱浮重减去钻压;上部钻柱受拉力作用,在井口处最大,向下逐渐减小。
关于对钻井提速新技术的研究与探讨随着油气资源的日益稀缺,以及国内外油气开采活动的日益增多,钻井速度的提高对于保证油气开采效益、提升钻井效率具有极为重要的意义。
钻井提速新技术的研究与探讨成为了当今石油工程领域的热点问题之一。
钻井速度的提高可以通过钻头的优化设计实现。
传统的钻头设计存在一些局限性,如容易产生振动、摩擦阻力大等问题。
基于这些问题,研究人员开始开发新型的钻头设计,例如 PDC(聚晶金刚石)钻头、超硬合金钻头等。
这些新型钻头具有优异的耐磨性和抗破裂性能,能够在特殊的地质条件下实现高速钻井。
还有一些钻井辅助工具的设计也可以通过提高钻井效率来实现钻井提速,如高效的齿轮驱动系统、换能器和聚合物润滑剂等。
优化钻井液的配方和性能也是提高钻井速度的关键。
钻井液是一种重要的工作液体,它不仅起到冷却钻头和清洗井眼的作用,还能稳定井壁、控制井眼压力等。
通过研究优化钻井液的配方,可以减少钻井过程中的摩擦阻力、提高钻井的安全性和稳定性,从而实现钻井的提速。
添加特定的添加剂可以降低钻井液的粘度,减少钻井削屑的产生,提高钻井效率。
还可以通过研究钻井液的输运市场分析及操作优化,来降低钻井液的成本,提高钻井速度。
通过优化钻井参数和钻井工艺也可以实现钻井的提速。
钻井参数包括钻速、钻压、钻转速、泥浆流量等。
合理地调整这些参数可以降低钻井的耗时和成本,提高钻井速度。
可以通过适应性控制系统对钻井参数进行实时监测和调整,以实现最佳的钻井效果。
优化钻井工艺也是提高钻井速度的关键。
通过合理选择钻井工序、减少钻井次数、提高钻井装备的使用率等,都可以在一定程度上提高钻井速度。
研究与探讨钻井提速新技术对于提高钻井效率、降低钻井成本具有重要意义。
通过钻头的优化设计、钻井液的配方与性能优化以及钻井参数和钻井工艺的优化,可以实现钻井速度的显著提高。
未来,应继续深入研究新技术,不断创新和完善钻井工艺,以满足不断增长的油气开采需求。
钻井液基本知识钻井液就是用于钻井的流体,在钻井中的功用:1、清洗井底,悬浮携带岩屑,保持井眼清洁。
2、平衡地层压力,稳定井壁、防止井塌、井喷、井漏。
3、传递水功率、以帮助钻头破碎岩石。
4、为井下动力钻具传递动力,5、冷却钻头、钻具。
6、利用钻井液进行地质、气测录井。
钻井液常规性能对钻井工作有很大的影响。
一、钻井液密度1、钻井液密度概念:单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,其单位就是克/厘米3(g/cm3)常用符号表示。
现场一般用钻井液密度计测定钻井液的密度。
2、钻井液密度的计算公式P=(P地×102)÷H+PeP----钻井液密度g/cm3式中:P地----地层压力MPaH-----井深mPe-----附加密度、油层附加0、05—0、1气层附加0、07—0、15由于起钻时可能产生抽吸或液面下降,另外,气体进入井内,也会引起液柱压力降低,因此钻井液密度要有附加值。
3、钻井液密度与钻井工作的关系:在钻井作业中,钻井液密度的作用就是通过钻井液柱对井底与井壁产生压力,以平衡地层中油、气压力与岩石侧压力、防止井喷、保护井壁,同时防止高压油气水侵入钻井液,以免破坏钻井液的性能引起井下复杂情况,在实际工作中,应根据具体情况,选择恰当的钻井液密度,若钻井液密度过小,则不能平衡地层流体压力,与稳定井壁,可能引起井喷、井塌、卡钻等事故,若钻井液密度过大则压漏地层,并易损害油气层。
钻井液对钻速有很大的影响,密度大液柱压力也大,钻速变慢,因钻井液柱压力与地层压力之间的正压差使岩屑的清除受到阻碍。
造成重复破碎,降低钻头破碎岩石的效率,使钻速下降,通常在保证井下情况正常的前提下,为了提高钻速,应尽量使用低密度钻井液。
二、钻井液粘度1、钻井液的粘度概念:钻井液粘度就是指钻井液流动时,固体棵粒之间,固体颗粒与液体分子之间,以及液体分子之间内摩擦的总反映,钻井液粘度可用漏斗粘度计与旋转粘度计进行测定,由于测定的方法不同,有不同的粘度值,现场常采用漏斗粘度计测量钻井液的粘度,单位就是秒。
钻井工程技术中的问题分析及效率提升措施摘要:在石油资源勘探开发过程中钻井工程技术是一项极为关键的技术,其技术应用水平的高低会直接影响着石油资源的开发效率和质量。
在石油钻井施工过程中应强化对钻井工程技术的研究力度,不断优化钻井施工工艺和技术手段,充分发挥出钻井工程技术在石油勘探开发过程中的作用。
本文将针对当前钻井工程技术中存在的问题进行深入分析,并结合实际情况提出相应的解决对策,以期能够为相关人员提供参考。
关键词:钻井工程技术;问题分析;效率提升措施引言:随着我国经济的不断发展,我国对石油的需求量也在逐渐增加,石油资源已经成为了社会生产与发展的重要能源。
目前我国石油资源相对较少,且大部分区域为高山深谷,给钻井工作带来了较大的难度,很多钻井工程在施工过程中会出现一些问题,严重影响了钻井工作的正常进行,也给钻井施工企业带来了巨大的经济损失。
为了保证钻井工程的顺利进行,需要在钻井施工之前对其进行分析研究。
一、钻井工程技术中的问题分析(一)钻井速度缓慢钻井速度缓慢可能是由多种原因引起的,例如设备故障、操作不当、井下情况复杂等。
为了解决这个问题,需要对设备进行定期检查和维护,确保操作员熟悉井下情况,并采取适当的措施来提高效率。
(二)钻井事故钻井事故可能会导致人员伤亡和财产损失。
这些事故可能是由于设备故障、操作不当、井下情况复杂等引起。
为防止钻井事故需要采取严格的安全措施,并对设备进行定期测试和保养。
(三)钻井液污染钻井液是钻井过程中至关重要的一部分,但它也可能导致环境污染。
钻井液中的杂质、化学添加剂和油滴可能会污染地下水和土壤。
为了避免污染,需要采用高品质的钻井液,并采取适当的措施来过滤和清洁它。
(四)钻井岩石破裂在钻井过程中,可能会遇到坚硬的岩石。
如果岩石破裂,可能会导致钻井速度慢、钻井事故等问题。
为了解决这个问题,需要采用专门的钻井岩石破裂控制技术,并确保钻井液和钻头的质量。
(五)钻井地质问题钻井地质问题可能会导致钻井速度慢、钻井事故等问题。
钻井液钻井液是用于钻井的一种循环流体,在钻井过程中有着特别重要的作用。
人类最早进行旋转钻井时用的循环流体是清水,钻进时因地层中的泥质成分不断分散在水中而变成混浊的泥水,当时,把它称之为“泥浆”。
以后,随着钻井的实践和进展,钻井时用的泥浆还可用油和气体,从而形成了不同类型的钻井液流体,故而称其为钻井液。
钻井液是钻井施工中非常重要的组成部分,钻井液性能的优劣对钻井速度、钻井平安和油井投产后产量的凹凸有着至关重要的作用。
钻井过程中若失去钻井液的循环,钻井工作则无法进行,故人们常用“泥浆是钻井的血液”来形象地比方钻井液在钻井中的重要地位。
钻井液主要有六项功能。
携带和悬浮井筒中的岩屑。
钻井液是一种胶状的流体,在钻进循环钻井液时能将钻头破裂的岩屑带出地面,在钻井泵不能工作或起下钻的过程中,钻井液还可将岩屑悬浮在井筒内并使之不致下沉到井底。
平衡井下地层压力。
地层中油、气、水层的压力是不同的,因此要求使用有肯定密度的钻井液,平衡地层流体的压力以防止发生井喷。
冷却、润滑钻头和钻具。
钻头和钻具在井下工作时与地层摩擦发热,钻井液在不断循环的过程中可汲取并带走热量,钻井液从井内返出流到地面后,可自行放出汲取在钻井液中的热量,同时,钻井液还对钻头和钻具有润滑的作用。
爱护井壁。
由于井下地层岩石中有孔隙、裂缝,在压力下钻井液中的自由水会向地层内渗透,钻井液中固相颗粒粘附在井壁上形成薄而坚韧的滤饼,可爱护井壁不垮不塌。
爱护油气层。
钻井过程中使用优质的钻井液可削减钻井液液柱压力与井下产层的压差,在井筒的井壁上形成优质的滤饼,防止钻井液中的水和微细颗粒进入地层,这些方法和措施都可有效的爱护油气层。
提高钻井速度。
在喷射钻井过程中,钻井液的高压射流可帮助破岩,并清除井底钻头破裂地层处的垫层,大大加快钻头的钻进速度。
随着油气勘探开发工作的不断深化和进展,钻井的深度越来越大、地层也越来越简单,钻井井型也越来越多种多样,因此,对钻井液就提出了新的更高的要求,所以,钻井液技术的进展也越来越受到关注。
钻井液的功用一、控制地层压力防止井喷井漏一般来说,如果地层压力相当于淡水或盐水液柱的压力,即它的压力梯度处于0.100~0.107(kg/cm2)/m(0.433~0.463psi/ft)范围,这种地层就称它为正常压力地层。
低于正常压力的地层称之为异常低压层,其地层压力梯度为0.055~0.09(kg/cm2)/m(0.238~0.390psi/ft)。
而高于正常压力的地层称之为异常高压层,其地层压力梯度为0.107~0.231(kg/cm2)/m(0.463~1.000psi/ft。
有些异常高压地层的压力梯度可能会 ,超过0.231(kg/cm2)/m(1.000psi/ft).如果钻井液度很高,它的静液柱压力会大大超过地层压力,就会对产层造成严重伤害,或压裂地层,造成漏速很大的井漏。
反之,如果钻井液的密度很低,其静液柱压力大大低于含油或含水地层压力,那就会导致强烈的井喷。
如果钻入一个大的盐丘,而钻井液的密度不够高,岩层的蠕动会卡死具。
所以,钻井液密度对地层压力控制、防止井漏和卡钻是非常重要的。
二、从并底和井筒清除和携带钻屑在钻进时,被钻头钻碎的地层岩屑应及时从井底和井筒被携带走,这样就可以不会将动力和时间消耗在重复破碎已钻出的钻屑上,而钻人新的地层。
有时会出现地层岩石剥落和掉块,它们会比正常的钻屑尺寸要大很多,应将它们带出井筒以维持正常钻进。
钻井液清除井筒内钻屑的能力取决于下列因素。
(1)钻井液的流变性能,即合适的Pv,YP,YP/PV,n。
K值。
(2)的排量、环空几何尺寸、钻屑在环空的上升速度和机械钻速。
(3)钻屑密度和钻井液密度的差值。
(4)钻屑的尺寸和形状。
(5)钻井技术措施在上述影响因素中,钻井液的清洗能力主要取决于它的动塑比YP/PV或n 值和泵的排量。
但是一些钻井技术措施也有助于提高钻井液的井筒清洗能力。
例如,钻具的旋转可帮助钻屑在环空中沿着一个螺旋轨迹上升,这会比垂直上升更容易。
钻井中最优环空返速及计算【原创实用版】目录一、钻井液环空返速的概念及重要性二、最优环空返速的计算方法三、环空返速的测量和调整四、环空返速对钻井效率和安全性的影响五、结论正文一、钻井液环空返速的概念及重要性钻井液环空返速是指钻井液在钻井过程中从钻头喷出,经过环空(钻头和井壁之间的空间)返回到井口的速度。
环空返速是钻井液流动过程中的一个重要参数,对于钻井效率和安全性具有重要意义。
环空返速的合理控制可以保证钻井液在钻进过程中对岩屑的举升效果,避免岩屑在环空中的堆积,防止井口的堵塞。
此外,合理的环空返速还有助于提高钻井液的流动性能,降低钻井液在高温下的损耗,提高钻井液的使用寿命。
二、最优环空返速的计算方法最优环空返速的计算需要考虑以下几个因素:1.钻井液的密度:钻井液的密度对环空返速有直接影响。
密度越高,环空返速越大;密度越低,环空返速越小。
2.钻井液的粘度:钻井液的粘度对环空返速也有影响。
粘度越高,环空返速越大;粘度越低,环空返速越小。
3.岩屑的物理性质:岩屑的密度、粒度分布等物理性质对环空返速有影响。
岩屑密度越大,环空返速越大;岩屑粒度分布越集中,环空返速越大。
根据以上因素,可以采用最优化理论计算最优环空返速。
常用的计算方法有:最小阻力法、最大举升效率法等。
三、环空返速的测量和调整环空返速的测量通常采用流量计、压力计等仪器进行。
在实际钻井过程中,可以根据测量结果和计算出的最优环空返速进行调整,以保证钻井液的流动性能和岩屑的举升效果。
四、环空返速对钻井效率和安全性的影响环空返速对钻井效率和安全性有重要影响。
如果环空返速过低,会导致钻井液对岩屑的举升效果不好,岩屑在环空中堆积,进而影响钻井效率。
如果环空返速过高,会增加钻井液在环空中的流动阻力,导致钻井液的损耗增加,影响钻井液的使用寿命。
严重时,还可能导致井口堵塞、井壁崩塌等安全事故。
五、结论钻井液环空返速是钻井过程中一个重要的参数,对于钻井效率和安全性具有重要意义。
定向井钻井速度的影响因素及提升措施摘要:目前,油气层工业化开采及精确定位依赖定向井钻井技术,但目前在油气层中钻进时,还存在定向井轨迹控制困难、井壁稳定性差、定向井钻井风险高等问题。
针对上述问题,文章广泛调研了胜利油田济阳区块地质构造,分析了影响井眼轨迹及井壁稳定性的因素,结合地层特性进行井眼轨迹设计及钻井液体系优选,提出了一套具有针对性的定向井轨迹控制技术。
关键词:胜利油田;定向井;轨迹控制;钻井液性能引言胜利油田油藏分布性质都具有“小而薄”“零散分布”的特点,油气层难以整体开发,有些区块无法形成具有工业价值的油流。
积极新储量开发的挑战需要依赖石油科技的进步,其中钻井技术的提高是最关键环节,定向井技术又是油气层精确定位的核心技术。
定向井技术的研究与应用能够有效降低开采成本、提高土地利用率及减少管线铺设,后期对储层进行压裂增产改造时,也可以实现多层、多段统一压裂,大大提高了油气井整体开发效果。
1 定向井钻井速度的影响因素1.1钻井速度影响因素定向钻井明显不同于其他设计。
在定向井施工过程中,由于其固有的变异性和复杂性,施工环节较多,对所有参与定向井施工的人员的专业素质和专业水平都有较高的要求。
定向井开工前,作为施工人员,必须明确工作的主要内容,以及工作的重点和难点。
在实际施工中,还应明确当前位置井向、井斜二次施工的要求和标准,以提高定向井钻井的整体质量。
然而,在日常钻井作业中,对垂直井和斜井轨迹的要求越来越高,要求也非常高。
在设计定向井钻井时,大多数设计人员将井的垂直剖面的倾角设计为零。
然而,在分析大量实际定向井作业时,通常无法确定垂直井段的倾斜程度,标准值为零。
一旦达不到零,将使后续作业复杂化,增加钻井压力,直接影响定向钻井后期的钻井效果和钻井速度。
因此,现在有必要提高钻井垂直剖面的生产率,并考虑施工过程中后续操作的复杂性,从而减少后期工作的难度。
同时要求竖井施工人员在竖井垂直段施工过程中,控制各竖井段的位移和角度变化,并严格记录数据。
大庆外围探井钻井速度的主要影响因素分析与探讨一、前言大庆外围深井钻井过程中,常常遇到高硬度、可钻性极差的岩石及受到深层高温高压的影响,井壁不稳定,有易剥落的砾岩层,而发生钻具失效、井斜和卡钻等各种复杂情况。
为了安全高效、快速、优质地钻深井,在综合分析了国内深井钻井技术现状以及制约深井钻井速度的基础上,笔者根据区块的特点,研究了影响大庆外围探井钻井速度的主要因素。
二、影响钻井速度的主要影响因素分析1.地质因素影响外围深探井钻井速度的地质因素包括以下方面:1.1所钻地质年代较多,地层岩性复杂大庆外围地区深井所钻地层跨越的地质年代较多,地质条件变化大,岩性复杂,特别是在新的探区尤为严重。
深井钻遇的地层自上到下依次为第四系、第三系、白垩系、侏罗系、基岩。
其中,白垩系地层含有地层复杂的四方台组、嫩江组、青山口组、泉头组、登娄库组、营城组和沙河子组;侏罗系地层由浅到深依次是火石岭组、洮南组、白城组。
1.2深部地层硬度大,岩石可钻性差,在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层井深超过2 700 m (登娄库组) 地层的可钻性级值为6~10 级,其中砾石层可钻性级值高达10.38 级;井深在3000~4100m 的营城组和沙河子组的地层可钻性级值为7~9 级。
对于该区块深部井段,在高温高压的作用下,岩石可钻性变差。
一些泥岩、泥质砂岩也由常压下的脆性向塑性或弹塑性转化,破碎这种地层特别困难。
在纵向上砂泥岩互层且存在砾石层,钻进困难且跳钻严重,降低了钻头和钻具使用寿命。
1.3深层地层孔隙压力低,常规钻井压差大登娄库组、营城组和沙河子组地层当量密度一般约为110g/cm3,储层保护难度大。
由于井筒和地层孔隙流体的压差作用使岩石强化,塑性和硬度增加,破碎方式也相应有了变化。
在低压差下易破碎的岩石,在高压差下则塑性增大,难于破碎。
另外,由于压差对刚破碎的岩屑有压持作用,阻碍岩屑的及时清除,造成重复破碎,使钻速下降。
1.4存在多套压力系统,制约了井身结构的优化在上部井段有黑帝庙、萨尔图、葡萄花、高台子、扶余、杨大城子等六大油层;下部井段有泉头组一、二段、登娄库组、营城组、沙河子组等天然气储层。
钻井液知识钻井液的概念:钻井液是由粘土、水(或油)以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。
粘土是具有可塑性的、软、有各种颜色的泥土。
一般是含水氧化铝的硅酸盐,由长石和其它硅酸盐分解而成,颗粒直径约在0.1-100µm之间,在水中有分散性,带电性、离子交换性,属于多级分散体系。
简单地说,钻井液是粘土分散在水中形成的溶胶悬浮体(颗粒直径小于2µm)为使钻井液满足钻井工艺要求,常加入各种化学处理剂及惰性物质来调节钻井液的性能,使钻井液“由稀变稠,由稠变稀”。
因此钻井液的性能变化受粘土、水和化学处理剂三方面因素的影响。
我国标准化委员会钻井液分委会将钻井液分为八种:1、淡水钻井液:由淡水、粘土和一般的降粘剂、降滤失剂配制而成。
2、钙处理钻井液;3、不分散低固相聚合物钻井液;4、盐水钻井液(包括海水及咸水钻井液)5、饱和盐水钻井液;6、钾基钻井液;7、油基钻井液;8、气体(包括一般气体及气泡)钻井液。
各类新型钻井液体系:正电胶(MMH)钻井液体系、聚合物-铵盐钻井液体系、两性离子聚合物钻井液体系、大小阳离子钻井液体系、水基无粘土相钻井液。
我国于1986年经钻井液标准化委员会研究决定,把钻井液材料分为16类:1、粘土类:主要用来配制原浆,亦有正反增加粘切、降低漏失量作用,常用的膨润土、抗盐土及有机土等;2、加重材料:主要用来提高钻井液的密度,以控制地层压力,防塌防喷;3、降滤失剂:主要用来降低钻井液的漏失量,常用的有CMC、预先胶化淀粉,聚丙烯酸盐等;4、降粘剂:改善钻井液的流动特性,如粘度、切力,以增加可泵性,减少摩阻。
常用的有单宁、各种磷酸盐、褐煤制品、木质素磺酸盐等5、增粘剂:主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成,增加胶凝强度以形成高流阻。
常用的有CMC、高聚物、预先胶化淀粉等。
6、润滑剂:主要用来降低摩阻系数,减小扭矩,增加钻头的水马力以及防止粘卡。
常用的有某些油类、石墨、塑料小球及表面活性剂。
钻井液基础知识一、钻井液概述1、钻井液概念钻井液是由粘土、水(或油)以及各种化学处理剂组成的一种溶胶悬浮体的混合体系。
2、钻井液的分类(1)淡水钻井液(2)钙处理钻井液(3)不分散低固相聚合物钻井液(4)盐水钻井液(5)饱和盐水钻井液(6)钾基钻井液(7)油基钻井液(8)气体钻井液3、钻井液在钻井中的作用(1)清洗井底,携带岩屑,保持井底干净,保证钻头不断的破碎地层,使钻进不中断。
(2)平衡地层中的流体压力,防止井喷、井漏等井下复杂情况,保护油气层。
(3)平衡岩石侧压力,并在井壁形成泥饼,保持井壁稳定,防止地层坍塌。
(4)发挥水力效能,传递动力,冲击井底,帮助钻头破碎井底岩石,提高钻井速度。
(5)悬浮岩屑和加重剂,降低岩屑沉降速度,避免沉砂卡钻。
另外承受钻杆和套管的部分重力。
(6)润滑并冷却钻头钻具。
(7)防止地层中盐水、岩盐、石膏、芒硝等对钻井液的污染,防止硫化氢污染和损害。
(8)利用钻井液,准确获得井下资料。
二、钻井液性能指标1、钻井液密度(1)概念:指单位体积钻井液的质量,常以g/cm3表示。
(2)钻井液密度与钻井的关系密度的大小直接关系着钻井速度的快慢,因此密度必须符合地质和工程的要求,大小适中。
密度过大有以下害处:A、损害油气层B、降低钻井速度C、过大压差易造成压差卡钻D、易憋漏地层E、易引起过高的粘切F、多消耗钻井液材料和动力G、抗污染能力下降密度过低则容易发生井喷、井塌、缩径及携岩能力下降等。
(3)提高钻井液密度的方法一般可在钻井液体系中加入密度较大的惰性物质,如石灰石粉、重晶石粉等;也可加入可溶性盐,另外根据情况可选用除气、除泡等工艺方法。
(4)降低钻井液密度的方法A、机械法:把有害物质通过机械设备清除,如使用震动筛、除砂器等。
B、稀释法:加入一定量的清水稀释钻井液,使其密度下降。
C、使用化学絮凝剂来降低密度。
D、使用发泡剂或充气来增大体积而降低密度。
2、钻井液的流动性(1)、钻井液的粘度、切力A、表观粘度:是用一定体积的钻井液流过规定尺寸的小孔所需的时间来表示。
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钻井液对钻井速度的影响分析
作者:沈林
来源:《中国新技术新产品》2015年第15期
摘 要:钻井液是钻井过程中,使用的循环冲洗介质。钻井液在钻井过程中有重要作用,
又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压
缩空气等。清水是最先使用的钻井液,不需处理,使用方便,适用于岩层完整和水源充足的地
区。泥浆是目前被广泛使用的钻井液,主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥
落等孔壁不稳定岩层。钻井液是用于钻井的液体,在钻井过程具有清洗井底,携带悬浮尘屑,
保持井眼清洁。同时,它还可以传递水功率,用来帮助钻头击破岩石。其次,它还可以平衡地
层压力,防止井塌,井漏等。以及冷却钻头,钻具等。钻井液在钻井过程中有着独特的地位和
作用,钻井液的类型和性能等是直接影响钻井速度的重要因素,了解掌握钻井液对钻井效率的
影响具有很好的指导作用。以下是一些钻井液在钻井过程中的影响因素。
关键词:钻进效率;钻井液;影响因素
中图分类号:TE142 文献标识码:A
一、钻井液
1单位体积钻井液的质量称为钻井液的密度,单位用g/cm³表示。现场一般用密度计测定
钻井液的密度。在钻井过程中通过钻井液柱对井底和井壁产生的压力,用来平衡地层测压力,
以及油和气的压力,防止井喷,井漏等。同时也防止高压油气水进入钻井液,避免破坏钻井液
的性能以引起复杂情况。实际工作中,因选择适当密度的钻井液,若钻井液密度过低,则不能
稳定井壁,甚至引起一些事故等。若钻井液密度过高,容易损害油气层。同时,钻井液对钻速
有很大的影响,如果密度大,则钻井液液柱压力也大,钻速也随之变慢。造成的重复破碎,降
低了钻头的效率。通常,我们一般使用低密度钻井液。
2 钻井液在静止的条件下形成的凝胶结构的强度称为切力。单位用mg/cm³表示。由于钻井
中粘土颗粒的形状很不规则,颗粒物质容易粘连,形成絮凝网状结构,如果钻井液流动,就必
须在一定程度上破坏这种结构,切力就是这种网状结构的反映。结构强度越大,切力越大,结
构强度越小,切度越小。钻井液的切力随搅拌后的静置时间长短而改变,时间越长,切力越
大,时间越短,切力越小。在钻井液停止循环时,切力能较快的增大。当到达某个固定的数值
时,既有利于钻屑的悬浮,又不至于开泵后压力过高。如果切力过高,可导致流动阻力增大,
下钻后开泵困难,或者沉沙困难,影响净化,甚至造成井喷,黏附卡钻,降低钻速等结果。
3 钻井液的pH即钻井液的酸碱度,当pH小于7时为酸性,大于7时为碱性,等于7时为
中性。通常用比色法测定钻井液的pH。
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钻井液的pH对钻井有很大的影响,钻井液中粘土颗粒在碱性介质中,因负电荷较多,较
稳定。其次,有很多有机处理剂,如丹宁等,必须在碱性条件下发挥作用。故一般钻井液pH
保持在8以上。但是如果pH高氢氧根离子在粘土表面的吸附会促使土水化膨胀,易坍塌。pH
控制在合理的范围内可以大大提高钻井的效率。
同时,钻井液在钻井过程中会对油气层产生造成巨大的损害。
二、钻井过程中的损害
1 钻井液固相的损害。钻井液中的悬浮物质都可能对储层造成损害。
2 钻井液滤液的损害。钻井液是最先接触油气层的物质。在一定压力差下,钻井液滤液会
进入地层,如果钻井液的进入量过大,会携带大量的固体颗粒进入,形成阻塞,而造成损害。
三、油层损害的类型
1 酸敏性损害。指岩石与酸液接触后,发生有害反应,生成沉淀,引起油层渗透率降低的
现象。
2 微粒运移损害。颗粒脱落随流体发生移动,在通道中形成堵塞。
3 水锁损害。水锁损害一般指有雨水进入后引起的液体损坏。由于外来液体的进入,改变
了油水分布。液珠在流动过程产生阻碍流动的过程中将产生阻碍流动的毛细血管效应。
4 湿润性改变损害。由于岩石吸附化学剂改变岩石表面湿润性而造成油层渗透率下降的损
害。
5 出砂损害。当油层岩石属于弱胶结或未交结型时,岩石结构易遭到破坏,发生解体,形
成松散的沙粒或微粒物质。
结语
面对钻井液性质等改变造成的损害以及后果,为了确保钻井的高效,我们应采取相应的措
施。首先,领导要引起高度的重视。从工作实际出发,领导应重视安全,要讲科学,讲技术。
领导既要重视经济效益,又要重视社会效益。同时,要对操作人员加强思想教育,提高工作效
率。第二,不断加强对钻井工人的技能培训。采取以师带徒的方法,以经验丰富的老师带动徒
弟的积极性。第三,进行参观学习。组织职工到先进的工厂进行参观和学习从而减少工作的失
误,提高工作效率。最后,例举典型的实例对职工进行教育。
参考文献
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