空气（雾化）钻井气液固流动规律与雾化液作用机理研究

本文在我局承钻的九口空气（雾化）钻井试验的基础上，依据两相流理论模式开发出空气（雾化）钻井计算机模拟软件，研究分析了空气钻井气、液、固流动规律，得出空气流／雾化液，钻屑在井筒中主要处于环雾流、雾状流。但在一些特殊因素影响下还存在段塞流、过渡流。首次论述了雾化液的功能及其作用机理。     

雾化液在空气-雾化钻井中的作用

在干空气钻井过程中出现地层产出液处理困难和井下不正常等现象时,常需将干空气钻井转交成空气-雾化钻井。雾化液是由表面活性剂、高分子量聚合物、井壁稳定剂等处理剂组成的。雾化液功能包括充分乳化地层产出液,促使并保持环空呈雾化稳态流,分离油永滴和钻屑团,增强空气流携屑、携水能力;抑制页岩水化并在井壁形成液膜,减小空气冲蚀作用,减小井壁摩阻。雾化液中表面活性剂的性能和浓度,及其它处理剂的水化溶解程度都会影响空气-雾化液性能。地层出液量监测对保障空气-雾化钻井顺利进行起着十分重要的指导作用。     

基于膨润土浆基液的雾化钻井技术研究与应用

针对K井钻井液钻井过程中井漏严重、处理井漏复杂周期长,面临工程报废的问题,结合K构造地质情况及面临的难点,提出了膨润土浆雾化钻井治漏方案。现场实践表明,膨润土浆基液雾化钻井技术解决了该构造上部井段恶性井漏问题,减少钻井液漏失15000m3以上,行程钻速提高了6倍以上,节约钻井周期明显。膨润土浆基液雾化钻井技术的成功应用,为该构造的高效安全钻井探索出了一条有利途径,为雾化钻井技术的发展和推广提供宝贵的经验,为加快该区块的油气勘探开发进程提供了技术保障。     

空气雾化流体对井壁稳定性影响的室内模拟实验分析

根据空气、雾化钻井井壁失稳问题，建立空气雾化模拟试验小型装置，制定实际流程，开展模拟试验，得出影响空气雾化钻井井壁失稳影响因素，最后选择加盐雾化（加ＫＣＬ）来保持空气、雾化钻井井壁稳定。     

一种微泡沫基液体系在砂质黄土层雾化钻井中的应用

针对低压裂缝性易水敏砂质黄土层,钻井液钻井存在恶性井漏难题,转换为常规雾化基液体系实施雾化钻井,又难以满足井壁稳定性需要。通过室内实验,在对发泡剂、稳泡剂及降滤失剂种类、用量优化的基础上,研制出了强抑制性、良好流变性能的微泡沫基液体系,对该体系的流变性、抑制性及抗盐性进行了评价,经现场应用表明,采用该微泡沫基液体系实施雾化钻井,解决了钻井液钻井恶性井漏难题,该基液体系具有较好的维护井壁稳定能力及较强的携砂能力,为水敏地层雾化钻井提供了一条新方法。     

雾化钻井技术的研究及其在四川龙岗地区的应用

针对川渝地区富含大量浅层水、干气体钻井适应性较差、钻井液钻进井漏等难点,分析了雾化钻井介质的携水机理,确定了其在不同井深、不同井眼尺寸下的极限携水能力;对不同条件下雾化钻井参数进行了优化设计,确定出了满足不同条件的雾化基液配方;并在四川龙岗地区大尺寸井眼(φ444.5 mm)开展了5口井的现场应用。实践表明,雾化钻井技术能有效地治理漏失、地层出水,携岩效果好,机械钻速是同井段钻井液的2.38倍,平均周期缩短6 d。该技术的成功应用为气体钻井处理含水层提供了一条有效途径。     

普光气田气体钻井集成配套技术新进展

气体钻井在钻井提速、防漏治漏、发现和保护油气层方面优势明显,已成为国内勘探开发的一项实用性先进技术。为此,介绍了气体钻井集成配套技术,包括空气锤及配套钻头研制、雾化钻井(雾化基液的基础配方:雾化剂为0.1%～0.3%、抑制剂为0.3%～0.7%、气雾稳定剂为0.05%～0.15%、增黏剂为0～0.15%、固结剂为0～1.5%)、泡沫钻井、空气钻井燃爆监测预警、空气钻井取心以及气体钻井钻具失效预防技术现状及取得的进展。电磁波随钻测量技术、延长气体钻井使用井段技术和用气体钻井发现和提高油气井产量技术是气体钻井今后发展应用的重点和方向。     

雾化/泡沫钻井用包被絮凝剂PDAM的合成与评价

为提高雾化/泡沫液的强包被吸附能力,延长雾化/泡沫钻井井壁稳定时间,兼顾絮凝污水,提高雾化/泡沫液的循环利用率,以氧化-还原引发聚合法合成了雾化/泡沫钻井用包被絮凝剂PDAM,采用单因素法得到的制备工艺条件为:引发剂用量0.05%~0.2%、单体质量分数20.0%~25.0%、阳离子单体质量分数5.0%~10.0%,所制得的包被絮凝剂具有强抑制防塌及包被絮凝能力,0.05%聚合物溶液一次页岩回收率达98.2%、相对回收率达92.7%、24h膨胀量为3.36mm、5min清液析出量为92.5mL。     

空气钻井在窿9井的试验与效果

针对窿9井逆掩推覆体存在的钻井技术难点，结合地层地质特点，在充分论证与室内实验研究的基础上，通过在该井试验应用空气、泡沫和雾化钻井方式，使推覆体地层的钻井速度比钻井液钻井提高4．5倍以上；同时还摸索出了注入泡沫液，解决空气钻井扭矩大、携岩困难的办法，实现了泡沫液的循环利用。为青西地区今后大幅度提高推覆体钻井速度、降低钻井成本提供了新的思路。     

一种室内评价空气雾化外钻井用井壁稳定剂的方法

在原针入度法的基础上研制了评价雾比钻井用井壁稳定剂的改进型针入度法测试装置（ＭＤ评价装置），提出用受试岩心的针入度测定值表达的岩心水化膨抑制率Ｉｐ作为指标，来评价雾化钻井用井壁稳定剂。本文报道的研究结果表明，此评价方法消除了液体雾化量对针入度测定结果的影响，评价结果的可比笥比原针入度法提高。     

徐深气田空气钻井转换雾化钻井最佳时机确定

针对空气钻井地层出水后，岩屑易形成泥环造成环空循环不畅等问题，需要确定转化为雾化钻井的时机，开展了临界地层出水量及最佳转化时机研究与试验。通过使用烘干的采集于空气钻井不同层位的岩样，开展了气体雾化水、岩屑吸水、岩心吸水及岩屑吸水形态变化地面试验，得到了岩屑吸水后形态变化情况，得出岩屑聚团是气体钻井出水后危险的状态。同时以空气钻井裸眼段长度1 000 m为例，经过对试验数据分析，当排砂管线内有自由水出现，地层出水量为0.51 m3/h时，空气钻井应及时转换成雾化钻井。现场试验表明，通过试验手段得到空气钻井转化成雾化钻井转化时机能够有效地指导徐深气田空气钻井安全施工。     

四川油气田气体钻井技术现状及发展方向

〗因钻井地质条件复杂致使钻井速度慢、井漏、储层易伤害一直是困扰四川油气田钻井技术发展的难题。近年来研究并试验了气体钻井技术,取得了明显的效果,展示了良好的技术优势和发展前景。目前,已形成气体钻井技术规范、干气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、气体钻井防斜打快、气液转换、高效排液、气体钻井取心、气体钻井装备及配套工具、气体钻水平井、气体钻井复杂情况的处理等系列技术,对提高钻井速度、解决井漏复杂情况、发现和保护油气层起到了重要的作用。气体钻井技术在国内还是一项新兴技术,建议开展气体钻井条件下的防喷器冲蚀机理研究,研制适合于气体钻井的井控装备,并建立一套完善的气体钻井数据采集和远程控制系统来提高气体钻井技术的可靠性和安全性。     

空气钻井在TABNAK气田的合理应用

空气泡沫钻井,因其钻速快,防漏效果好,具有常规钻井液不可比拟的优越性。空气粉尘钻井在干硬地层机械钻速达到16.24m/h。雾化钻井在出水量较小时,钻速为13.16m/h,当地层出水较多,空气压力较高时,其钻井速度为6.52m/h,与泡沫钻井速度(5.23~ 6.63m/h)相当。但泡沫钻井腐蚀钻具轻微,而雾化钻井腐蚀钻具严重。因此,必须根据地层情况选择合适的钻井液,既要提高机械钻速,又要保护钻具,提高综合经济效益。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟：Ⅳ …

应用已建立的催化裂化提升管反应器气液固３相流反应模型及其程序对原料油雾化程度对反应结果的影响进行了数值模拟研究，从原料液雾流动和气化的机理和本质方面对原料液雾雾化效果的影响进行了考察。     

空气雾化钻井井壁稳定剂的室内评价研究

采用“化学剂的水化膨胀抑制率”作评价指标，对一些典型的水基泥浆页岩水化抑制剂及两种自制成膜剂进行了室内评价研究。结果表明：在空气雾化钻井中应用水基泥浆钻井的页岩水化抑制剂对稳定井壁有一定的作用，但不理想，而成膜剂却具有稳定井壁的良好效果。     

空气钻井雾化技术在高出水地层的应用

针对川东北地区上部地层出水量大的特点,研究开发了空气钻井雾化技术。研制的雾化基液具有较强的防塌和防泥包性能,在雾化基液中页岩回收率达98．9％,浸泡72h的岩心无明显变化。在普光回注1井等进行了该技术的现场应用,结果表明,该空气钻井雾化技术在地层出水量达20m^3／h时,仍可顺利安全钻进,表现出良好的防泥包和井壁稳定能力。     

雾化钻井技术在门003-X4井的应用

气体钻井技术及泡沫钻井技术在我国已广泛应用,其优点是提高机械钻速,防止漏失并有利于发现低压油气层。气体钻井技术实施前提是地层不出水或微量出水但不影响气体携带岩屑;泡沫钻井技术正常实施的前提是沉砂池容积足够大,以保证返出地面的泡沫不溢出沉砂池造成环境污染。门003-X4井因地层出水,现场空气最大排量不能保证安全钻进,而井场沉砂池容积不足500m^3,不具备泡沫钻井条件。针对上述局限,现场实施了雾化钻井技术并取得成功。     

流道结构对管式气液雾化混合器性能的影响

管式气液雾化混合器可在有限的管式空间内将液体吸收剂雾化为微米级液滴，实现高效的气液混合，进而显著增大气液接触面积、强化气液吸收传质过程，是天然气甘醇法脱水技术由塔式向管式转变的关键设备。为提高管式气液雾化混合器内液体射流破碎和气液分散混合性能，基于初始流道结构，提出3种改进流道结构。结合试验测试和数值模拟方法，探究流道结构对管式气液雾化混合器雾化混合性能的影响规律，对比筛选出更为合理的流道结构。研究结果发现：雾化压降随气量增大而增大，随气液比增大略有减小；雾化液滴粒径随气体流量和气液比增加逐渐减小；相同工况下菱形锥+带凸台流道结构的液滴粒径最小，粒径分布集中在37～60μm,较初始流道结构的粒径减小40%以上；同时该结构的雾化液滴体积分数最高，较初始流道结构的体积分数增加5～17倍。究其原因，菱形锥结构有助于引导横向气流均匀流动，有效减少壁面黏附，起到增强液滴破碎和减小液膜厚度的作用；凸台结构有助于增强气液分散效果，降低液滴平均粒径，增加雾化液滴体积分数。所得结论可推动管式天然气甘醇法脱水技术早日实现工业应用。     

一种室内评价空气雾化钻井用井壁稳定剂的方法

在原针入度法的基础上研制了评价雾化钻井用井壁稳定剂的改进型针入度法测试装置（ ＭＤ 评价装置）,提出用受试岩心的针入度测定值表达的岩心水化膨胀抑制率Ｉｐ 作为指标,来评价雾化钻井用井壁稳定剂。本文报道的研究结果表明,此评价方法消除了液体雾化量对针入度测定结果的影响,评价结果的可比性比原针入度法提高     

大北204井气体钻井实践与认识

大北204井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带西段大北1气田大北201断背斜东翼的一口评价井,该井上部地层吉迪克组为大套砾岩层,岩性软硬交错,地层可钻性差,钻进过程中蹩跳钻严重,常规钻井方式机械钻速极低,且井漏频繁。针对该地区钻井的技术难点,在大北204井与专业服务公司合作,应用了空气雾化等气体钻井技术。空气(雾化)钻井累计进尺806.4 m,平均机械钻速6.34 m/h。与邻井大北202井相比,空气、雾化钻进机械钻速是常规钻井液钻井的3.52倍。大北204井气体钻井实践经验为今后大北地的钻井施工提供了有益参考。