大位移井岩屑床危害及处理措施研究

在钻井过程中钻头破碎岩石所产生的大小、形状各异的岩屑颗粒堆积在井底,如不及时清理将会使钻头重复破碎,影响钻井速度,增加钻井成本。在大斜度、大位移井中,钻头破碎的岩屑易在井中形成岩屑床,导致钻井过程蹩泵、蹩钻甚至卡钻,因此,井眼净化是钻大斜度井的关键技术。在分析岩屑床的成因及危害的基础上,分析了井斜角、环空返速、钻井液性能、钻井液流态、钻具旋转等因素对携带岩屑效果的影响,提出了一些有效预防和解决高难度定向井携岩问题的办法和措施,指出最有效的方法应是适当地利用大排量、改善钻井液性能和借助岩屑床清除工具等相结合的综合措施除岩。     

一种用于大斜度大位移井岩屑床清洁的新装置

大斜度大位移井岩屑易在井眼井斜段中沉积,形成岩屑床,导致蹩泵、蹩钻或卡钻,甚至造成井下事故。在分析岩屑床的形成及危害的基础上,对岩屑床的清除办法进行了探讨,并设计出了一种新型岩屑床清洁装置。该装置能有效地解决大斜度大位移井岩屑床的清洁问题,提高钻井效率,优化钻井工程设计,为实现安全快速钻进提供了新的途径。     

机械法清除岩屑床的探讨

大斜度定向井斜井段易形成的岩屑床影响钻井速度、威胁钻井施工安全。现阶段提高定向井井眼净化程度的系列技术措施已初步配套，如短起下钻清除岩屑床就比较见效，但耗时长且增加成本。在探讨在钻进过程中用机械法清除上部斜井段的岩屑床的基础上，介绍其技术原理，并提出了施工的可行性方案。     

岩屑床清除工具携岩效率仿真分析

在水平井的造斜段,尤其是钻斜度大于65°的定向井过程中,岩屑容易沉降、堆积,形成岩屑床。在停泵期间,钻井液停止循环,加速了岩屑在井眼低边沉积。岩屑床会造成蹩泵,还会使钻具下部的扶正器产生相当大的摩阻转矩,或造成扶正器泥包,甚至导致卡钻。介绍了非线性螺旋型岩屑床清除工具的结构和工作原理。建立螺旋槽型、直棱槽型、光杆型3种岩屑床清除工具的CFD模型,进行液固耦合的携岩流场仿真分析。结果证明非线性螺旋型岩屑床清除工具具有更高的岩屑清除效率。     

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。     

大斜度井保持井眼清洁的有效方法

大斜度钻井过程中,钻屑在40～60°井段易堆积形成岩屑床,对井下安全危害极大,容易引发憋钻和卡钻事故。解决大斜度钻井中岩屑床的堆积,不应只考虑清除钻屑的问题,重要的是如何清除井眼低端的钻屑沉积床。进行钻井排量设计时经常使用不合理或不完整的数学模型以及使用高粘度的钻井液清洁井眼,使清洁井眼工作变得更加困难。而使用重塞钻井液可有效地破坏已形成的岩屑床。“重塞”在环空中可产生异乎寻常的“射流”把钻屑由井眼低端驱走,并且加重的钻井液可以产生更高的浮力,也有助于驱动井眼中的钻屑和淤泥。提出了重塞钻井液的设计方案,并提出了相应的建议。     

大斜度井环空岩屑床厚度评价技术及其应用

大斜度井段和水平井段极易在钻井过程中形成岩屑床，为解决定向井井眼净化问题，在考虑钻杆旋转、钻井液性能和岩屑颗粒尺寸等多种因素的基础上，推导出了一套适合大斜度井、水平井的无岩屑沉降的环空临界返速模型。在此基础上，修正了环空岩屑床厚度评价模型。利用该模型对冀东柳103-平1井环空岩屑床厚度进行了评价。结果表明，该井在井斜角为66°左右时岩屑床厚度达到了最大，但没有达到发生复杂事故临界点。实践表明：该方法可为现场工程师在大斜度井段和水平井段水力参数的设计提供指导，能有效避免钻井复杂事故。     

大斜度长裸眼定向井钻井完井技术

介绍了临盘油田商25-斜172大斜度长裸眼双靶点定向井各井段施工技术，胺盐聚合物钻井完井液的技术要点及固井作业技术措施，探讨了大斜度长裸眼定向井井身轨迹控制，钻具组合优选，压差卡钻处理，岩屑携带及固井作业等问题，并有针对性地提出了相应技术措施。     

再论大斜度定向井的井眼净化问题

从天62-4井井斜角41°～43°井段井眼净化不好引发起钻遇卡、憋泵及消除这一井下复杂情况的实例出发,引申论述定向井及水平井的大井斜角井段井眼不清洁的危害、岩屑床形成的原因及其影响因素,介绍清除岩屑床、提高井眼净化程度的途径,并警示井斜角30°～60°的斜井段是井眼净化危险区;岩屑床形成容易清除较难,预防形成岩屑床需从多方设法,清除岩屑床则需积极主动对待。建议重新定义大斜度定向井,推荐大井斜角井段井眼达净化程度的指标,推荐“融钻进与清除岩屑床为一体”的作业工艺。     

钻斜井中防止岩屑沉积的研究

钻大斜度井、水平井中阻止岩屑形成沉积层,保持井眼清洁,是目前钻井中棘手的问题。通过试验认为:不同斜度的定向井采用合理的泥浆环空返速,能降低岩屑沉积。作者通过对泥浆性能、机械钻速、岩屑大小、钻杆转动快慢及岩屑在近直井、小斜度井、中斜度井和大斜度井沉降速度的分析。定义出一个阻止定向井中岩屑形成沉积层的泥浆环空临界返速。     

胜利油田中深井钻井液的优化与应用

为满足中深井 ,特别是高地层压力深井钻井的需要 ,优选了 PHP- CFH- MMH复合钻井液体系。介绍了该钻井液体系的配方、室内试验、处理维护措施及在 35口中深井的应用情况。实践证明 ,该钻井液体系抗温性好、抑制性强、润滑性好 ,并且有良好的触变性、悬浮性、防塌性及携岩性等 ,而且维护简便 ,性能稳定 ,在防止粘卡 ,减少钻井事故 ,提高钻井速度 ,保护油气层等方面具有独特的作用。     

乐安油田草古100区块水平井钻井技术

乐安油田草古100区块水平井钻井过程中易出现井涌、井漏现象，为此采用泡沫钻井液欠平衡压力钻进，并采取其它相应的工程技术措施，使该区块12口水平井均顺利完成。介绍了该区块水平井工程设计情况，详细介绍了各井段井眼轨迹控制技术、大井眼携岩技术及油气层保护技术，并以草古100—平6井为例进行了说明。     

靖边气田马五段小层划分方法

鄂尔多斯地区靖边气田奥陶系下统马家沟组划分为6段,其中马五段是该气田下古生界的主要产气层。为了完成单井钻探目的和准确卡取目的层,需要认识马五段地层物性特征。在现场录井过程中,通过综合利用岩屑、钻时和气测等方法可以准确划分马五段小层。笔者通过现场GX-1井的应用实例阐述了如何综合利用岩屑、钻时和气测等方法卡取目的层。现场实践表明,该方法对于准确卡取目的层和划分马五段小层的应用效果显著,对靖边气田其他井的录井工作具有借鉴意义。     

涠洲油田随钻井壁修整工艺的应用

海上油气田的开发以丛式井台的定向井为主,受地层非均质性、井眼清洁等条件限制,定向钻进中易产生不规则井壁,大斜度井易形成岩屑床等,导致起下钻阻卡、套管下入困难等问题。为此,在扶正翼上敷焊PDC切削齿,增加划眼和破坏岩屑床功能,形成随钻修整井壁的划眼器,改善井眼质量,进而实现钻井效率的提升。南海西部涠洲油田的现场应用表明,该工艺能够有效清刮渗透性砂岩井壁的厚泥饼、修整PDC钻头在软硬交错地层形成的不规则井壁,破坏大斜度井的岩屑床,减少短起下钻及通井次数,从而提高钻井效率。     

提高定向井第二界面胶结质量的钻固一体化技术

定向井由于其井眼轨迹复杂、套管不易居中,导致固井顶替效率低、泥饼清除困难。而顶替不干净的钻井液和未清除的井壁泥饼与水泥浆不相溶是固井第二界面胶结质量差的主要原因。钻固一体化技术的实质是在钻井液中引入一种可固化的潜活性胶凝材料,在井壁形成可固化的泥饼,固井时通过补充潜活性材料和加入激活剂可将其转换做为固井液,有效解决了钻井液与固井液不相溶的难题。该技术在两口定向井成功应用,有效提高了油层段的第二界面胶结质量,有效防止了各种流体层间窜流的可能性。     

塔河油田中半径水平井钻井液技术难点与对策

塔河油田中半径水平井存在直井段易缩径、三开井段井壁易坍塌、斜井段和水平段岩屑携带困难等技术难点，室内通过流型调节剂、防塌抑制剂和润滑剂的优选，开发出了性能优良的聚磺混油防塌钻井液体系，并制定了相应的现场施工技术措施。TK449H井、TH48—1井两口水平井的现场试验证明：聚磺混油防塌钻井液具有良好的防塌抑制性、流变性和润滑性，现场钻井液维护处理技术工艺合理、可操作性强；流变性控制理想，井眼清洁，携岩洗井效果好；试验井井壁稳定，井径较规则。聚磺混油防塌钻井液适合在该地区中半径水平井钻井中推广应用。     

油基钻井液环境下的录井方法及实践

油基钻井液以其良好的润滑性、抑制性而在稳定井壁、抑制地层水敏膨胀及快速钻进等方面有独特优势，在越来越多的各种高难度钻井中被采用。油基钻井液对传统录井有较大影响，尤其是岩屑的清洗辨认及油气显示识别。为了消除或减少其影响及干扰因素，得出可靠的录井结论，通过现场反复探索与实践，对油基钻井液条件下不同录井手段进行了有针对性的改进，总结了油气水评价方法。经过对比相关井的测井数据，验证了改进后录井方法的有效性和可靠性，说明对于油基钻井液录井，是能够找到一种有效途径以实现录井目的的。     

一种低黏高切油基钻井液体系

针对传统油包水钻井液黏度高、切力低、携岩能力差的问题,合成了一种Gemini主乳化剂,其与辅乳化剂有较好的协同效应,钙皂分散性好,兼具润湿功能,在2.0%~3.5%的低加量下具有好的乳化能力。研制出了密度在1.0~2.0 g/cm3之间、抗温达170℃的低黏、高切油基钻井液。室内研究结果表明,该钻井液密度为1.00~1.70 g/cm3时,塑性黏度小于40 m Pa s,动塑比为0.35~0.50 Pa/m Pa s,具有低黏高切的特点;破乳电压在800 V以上;抗水达15%,抗钻屑达10%,并且润滑性能好,密度在2.0 g/cm3以下时润滑系数小于0.085。在焦页54-1HF井水平段的应用表明,该钻井液性能稳定,具有突出的低黏高切流变特性,破乳电压高,保证了施工顺利、井壁稳定、井眼通畅。     

以钻杆“准螺旋”状态模拟钻井液携砂状况

钻井过程中的钻柱状态，并非是无规则地贴附在井壁上．而是呈“准螺旋状”沿井眼轴线方向排列。分析了岩屑床形成的力学模型、水力学模型以及它们共同作用的模型，研究出了不同钻柱状态对钻井液流动的影响。在发生钻柱“准螺旋”状态的井段。钻井液所携带的岩屑更容易形成岩屑床。利用钻杆的“准螺旋状”性质，提出了一种模拟和预测钻井液在水平井与大斜度定向井井眼内携砂效果的新方法，根据该方法可判断钻井液携砂情况。并较准确地指出井眼内由于钻井液携砂不良而易于沉砂的位置。同时编制了相应的模拟软件。该软件结合渤海秦皇岛32—6平台的钻井实践进行了验证。获得了较满意的结果。     

JMR聚醚润滑剂的研制与应用

介绍了JMR聚醚润滑剂的合成方法、各种性能评价方法和评价结果，评价内容包括荧光、润滑性、抑制性和对钻井液性能的影响；给出了在江汉油田的应用卖例。研究结果表明，该润滑剂荧光级别低于3级，对钻井液流变性无影响。在淡水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低68％以上；在15％的盐水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低50％以上，同时该润滑剂对基浆具有一定的降滤失作用，对钻屑具有一定的抑制作用。10多井次的现场应用结果表明，该润滑剂具有较好的润滑效果，有利于提高机械钻速。