高效岩屑床清除钻杆作用机理

岩屑携带困难是大斜度、大位移定向井和水平井钻井普遍存在的问题,严重影响钻井安全和钻进效果。设计了高效岩屑床清除钻杆（EHCDP）,并利用计算流体动力学(CFD)仿真模拟技术对EHCDP作用下环空流场的流动特性展开研究,从流线图、速度场、压力场等方面对数值模拟结果进行了分析,研究了EHCDP的作用机理,分析了螺旋槽道结构对环空流体流动特性的影响。研究结果表明,在EHCDP作用下,流体在槽道附近形成了涡流结构,改变了偏心环空中流体的流动特性,使流体从小环空往大环空运动,将岩屑输送到大环空,而槽道附近的涡则将岩屑卷入槽道中,并利用钻杆转动所产生的离心力将岩屑“甩入”大环空,达到有效清除井眼低边岩屑床的目的。     

浅谈岩屑床在分支井眼的形成及应对措施

钻井过程中的岩屑清理问题是井眼清洁的主要问题,如果不能较好地清洁岩屑,则会导致岩屑在井眼中形成岩屑床.目前随着定向井、水平井、大位移井等在钻井作业中比重的增加,尤其是分支井的开发,岩屑床的控制在钻井中变得日益重要.如果岩屑床不及时清理将会引起憋泵、卡钻等诸多严重问题,直接影响着钻井效率、钻井成本、井身质量等.本文主要通...     

水平井岩屑床清除的应用研究

在紊流流态下,因受水平钻井条件和钻井液水力参数、流动特性的影响,水平段岩屑运移方式有所不同。简单介绍了水平井偏心环空岩屑运移模型,在此基础上引入了判别井下岩屑床清除效果的一种简化模式,讨论了模式计算与现场监测方法的一致性,两者结合能较好地满足清除水平井岩屑床的现场需要。     

水平井偏心环空中岩屑床厚度预测研究

正确认识水平井偏心环空中岩屑的运移及岩屑床形成的规律对改善水平井井眼清洗状况极为重要。根据偏心环空中两相流流动规律，建立了用于计算水平井岩屑床厚度的理论模型，结合室内试验数据及优化理论提出了预测岩屑床厚度的半经验公式，并将这一研究结果用于塞平１井（ＳＰ－１井）岩屑床厚度的预测。     

水平井中利用钻柱旋转作用清除岩屑床的数值模拟

岩屑床清除困难是大斜度、大位移定向井和水平井钻井普遍存在的问题。除环空钻井液返速、钻井液密度外,钻柱的旋转作用是清除岩屑床的一个重要因素。采用计算流体动力学(CFD)仿真模拟技术对钻柱旋转作用下的钻井液流动特性进行了研究,从速度场、流线图、压力场方面对模拟结果进行了分析,结果表明:在钻柱旋转的作用下,钻井液在靠近低边小环空处的轴向速度和切向速度都随着钻柱转速的提高而增大;切向速度的增大有利于将沉积在井眼低边的岩屑带入大环空,而大环空处较大的轴向速度则将更多的岩屑带出井眼。同时,存在一个临界速度,当转速超过这一速度时,旋转作用对岩屑床清除的影响程度将降低。     

水平井岩屑床控制技术浅析

在水平井施工过程中, 大斜度井段、 水平段岩屑会沉淀在井眼低边形成岩屑床; 岩屑床极易造成钻进中钻压不能全部传递到钻头、 螺杆钻具粘托、 机械钻速慢、 起下钻遇阻严重造成卡钻等问题, 甚至钻进中直接造成粘吸卡钻。文章从分析形成岩屑床的影响因素入手, 总结出在现有条件下通过采取强化钻进排量等相应的技术措施, 优化钻井液体系和性能, 防止或控制岩屑床的形成, 对确保水平井大斜度井段及水平段安全钻进具有显著的作用。     

岩屑床的控制技术及其应用

在定向井钻井过程中,岩屑床的形成极易造成井眼堵塞和卡钻事故。分析了形成岩屑床的影响因素,提出了控制岩屑床应采取的措施,即中斜度井段选择平板型层流洗井,大斜度井段采用紊流洗井,中斜度及大斜度定向井环空返速应控制在0.9—1.5 m/s为宜。     

融清除岩屑床与钻井为一体的新工艺技术

井斜角30°～60°的斜井段易形成岩屑床,其形成后难以清除,不稳定易向井底方向滑动,影响钻进速度、威胁钻井施工安全,是定向井施工中井眼净化的危险区.介绍江苏局安徽公司现阶段提高大斜度定向井井眼净化程度的系列技术措施,由于受其有效程度所限偶发井下复杂情况和事故.在关注大斜度定向井井眼净化的同时,研究开发出“融清除岩屑床与钻进为一体的新工艺技术”,作为技术储备.文中介绍该工艺技术的技术要点,论证其技术优势及可行性、经济性.     

关于水平井洗井问题的几点认识

根据理论研究成果和我国目前已完钻的部分大斜度井和水平井资料,从钻井液设计、环空返速设计、井身结构设计、加强综合钻井技术措施等4个方面,讨论了水平井洗井技术中的关键问题,并对一些新的洗井理论观点进行了阐述。     

大斜度定向井、水平井泥浆技术

分析了大斜度定向井、水平井的特殊性及不利因素。通过室内模拟试验和现场实践,较好地解决了大斜度定向井和水平井泥浆的润滑防卡、井眼稳定、携岩洗井及防漏堵漏等关键技术问题。胜利油田应用SN—1水包油泥浆、SN—2正电胶泥浆,完成了不同类型的水平井30口,其中在稠油砾石油藏完成无技术套管长裸眼水平井15口,未发生粘附卡钻或其它泥浆事故。     

浅海定向钻井中的聚合物海水钻井液工艺

在胜利油田已完成的126口浅海定向井中有近100口井是用聚合物海水钻井液体系钻成功的。聚合物海水钻井液体系以聚合物PAC141、KPHP、SK-2为主剂,使体系具有较强的抑制地层造浆能力,实现了体系的不分散低固相;采取以液体白油润滑剂为主,以固体润滑剂HZN-102为辅的联合方式,使体系具有很强的防粘卡能力;用无荧光防塌剂MHP和抗高温降滤失剂SMP提高体系的防塌能力。该体系对油层和海洋环境无污染,性能稳定,维护简单,携岩能力强,起下钻正常,复杂情况少,在所钻定向井中共发生6次卡钻,万米卡钻率为25％。     

巴什托普背斜钻探中的复杂情况与钻井液对策

巴什托普背斜位于塔里木西南坳陷的麦盖堤斜坡西段地区,该地区地层十分复杂,且山前地带地应力对深部地层的作用较大,造成钻井过程中出现喷、漏、塌、卡等井下复杂情况。根据钻探实践,对用于这些复杂情况的钻井液对策做了较详细的论述,初步得出以下几点认识:①表层钻进中使用高膨润土含量的钻井液;②易塌、卡的膏泥岩层与二叠系红层使用含适量氯化钾的钻井液,取得了较好的抑制效果;③在使用高密度钻井液时,是在保证其高密度条件下,加入适宜的处理剂来调整其余性能的,同时还要考虑井温及抗盐、钙性能。此外,还要继续探索更符合井下实际情况的钻井液对策。     

电泳法清除钻屑微粒的初步研究

鉴于目前尚无清除泥浆中3μm以下钻屑微粒的方法,根据泥浆中泥页岩微粒带负电的特征,研究了清除钻屑微粒的新方法——电泳法。研究结果表明,电泳法可以清除花浆中40μm以下的岩屑颗粒,对于3μm以下的微粒具有独特的清除效果;影响电泳法清除岩屑微粒的主要因素是电压、极距和时间,控制这些因素,能有效地稳定和改善泥浆的流变性能。此外,电泳法还可清除部分非带电固体微粒。因此,用电泳法可消除泥浆增粘的内在因素,减少降粘剂和用水量,不污染环境,提高钻井速度,具有广阔的应用前景。     

水平井钻井液完井液技术新进展

简要回顾了近年来国内外钻水平井的情况,着重从适用于钻水平井的钻井液完井液体系、水平井井眼净化和水平井保护油气层等三个方面综述了水平井钻井液完井液技术所取得的重要研究成果与进展;并对今后该项技术的进一步发展进行了讨论。     

辽河油田侧钻水平井钻井液技术

针对辽河油田稠油储层特点、侧钻水平井施工工艺及其对钻井液技术的要求,研究出一套无土相复合盐水乳化聚合物钻井液。该钻井液配制、维护简便,性能稳定,较好地解决了φ177.8mm套管开窗侧钻水平井从锻铣段至水平段完井过程中的携岩、润滑、防塌、油层保护等问题,满足了现场施工要求,是目前辽河油田侧钻水平井较理想的钻井液体系。     

胜利油田大位移井钻井液技术

钻井液具有良好的防塌性能、润滑性能和携岩性能是大位移井顺利施工的保障。介绍了桩1-17井和郭斜11井钻井液体系的应用情况及现场维护处理措施。现场结果表明,复合聚合物体系和MMH正电胶聚合物体系都能满足钻井工程施工。但MMH正电胶聚合物体系克服了复合聚合物钻井液不足的方面,是目前大位移井使用的最理想钻井液体系。     

朝平2井钻井液技术

介绍了朝平2井地层特点及其井身结构。在上部地层直井段和大斜度井段优选小阳离子聚合物钻井液、在下部地层水平井段优选油包水钻井液。现场应用结果表明,小阳离子聚合物钻井液抑制能力、防塌能力、携砂能力强、润滑性好、性能易于维护;油包水钻井液性能稳定、携砂和润滑效果好。两种钻井液均能满足相应井托的钻井施工需要,避免了井下复杂情况的发生。