GKXT200型钻井液固控系统的研制

中原油田特种车辆修造总厂为适应现代钻井工艺的要求，开发研制的GKXT200型钻井液固控系统适用于2000－5000m油井的钻井过程。系统总有效容积为200m^3，钻井液最大处理量为320m^3/h，由4个模块化组合罐体组成，并可能合自装卸车使用，便于搬迁。整个循环系统配置5块净化调协，可根据钻井作业的需要实现对钻井液的1－5级净化。独特的3＋1结构，有很强的储备能力，能很好适应中深井作业。系统设备技术先进。这种钻井液固控系统已有10多套在中原等油田使用，获得了很好的评价。     

两级净化固控系统应用分析

传统的固控系统多采用四级净化,即振动筛的筛分、除砂器的除砂、除泥器的除泥、离心机的离心净化。两级净化固控系统将四级净化设备中的除砂器和除泥器取消,增强了第1级净化设备的性能,优化固控系统流程设计,简化了工艺流程。通过对国内外重点项目案例和第1级净化设备的技术特性进行分析,两级净化固控系统较四级净化降低了设备投资成本￥30万元,增加了系统有效容积30 m³,节能25%。现场应用结果表明,两级净化可代替四级净化固控系统; 第1级净化设备尤为重要。对国内推广钻井液净化方案有一定的指导意义。     

低温轨道钻机固控系统的研制

根据低温钻机对配套设备性能的要求,研制了适合俄罗斯7 000 m低温轨道钻机配套的低温固控系统。该固控系统采用多层模块结构,在空间上分为上、中、下3层,依次为顶棚、中间层、钻井液罐。下层钻井液罐底座带有与地面轨道配套的高强度合金钢滚轮,可以实现系统整体移动,工作时通过锁紧机构连接成一个整体,并实现空间内部温度不低于10℃。系统对钻井液采用5级净化处理,能在-45～50℃环境下对钻井液进行配置、贮存、循环和净化等,且保证在-60℃环境下能无损储存。试验及应用情况表明,该固控系统能够满足丛式井作业快速移动和7 000 m低温轨道钻机的配套需要。     

钻井液固控系统优化配置研究

针对油田老式循环固控系统设计不合理、技术性能落后等问题,分析了钻井过程中固相类型、胜利油田的地层特点及当前钻井液固控设备现状,对固控设备流程进行了优化设计,形成了适合胜利油田地层特点的钻井液固控系统优化配置方案。采用新型振动筛可提高钻井液的固相控制能力,减轻循环系统用电功率;钻井液除砂除泥一体机能满足各种条件下钻井液固相控制的要求,减少钻井液排放;高低速离心机串联使用可控制深井加重钻井液的固相,除去较小颗粒有害固相,实现对重晶石的有效回收。现场应用表明,进行钻井液固控系统优化配置后固控效果明显提高。     

用多功能钻井液设计超低密度矿渣水泥浆

本文针对陕甘宁盆地中部低渗透天然气田低压易漏地层二级固井中存在的问题，利用高炉矿渣、漂珠的潜在活性及比重较小的特点，结合多功能钻井液固井技术的优点，用多功能钻井液设计超低密度（１２０ｇ／ｃｍ３～１４０ｇ／ｃｍ３）矿渣水泥浆。用该水泥浆为领浆和纯Ｇ级水泥浆为尾浆对天然气井进行一次性注水泥固井，替代分级固井技术。室内研究结果表明：超低密度矿渣钻井液固化液中激活剂可以扩散到滤饼和残留的多功能钻井液中，使套管、水泥石和地层三者之间达到完整的胶结，使地层封隔效果良好，水泥石抗压强度高，水泥浆流变性好，体系稳定，稠化时间满足现场施工要求，并解决了分级固井技术中存在的固井质量问题。     

钻井液回收净化再利用系统的设计

钻井液回收净化再利用系统是将钻井后废弃的钻井液通过管道送入振动筛进行粗净化,再通过水力旋流器、离心机设备进行过滤和净化。被滤出的固相颗粒可当作填料用在建筑上,水可用来浇灌农田。离心机排出的粘稠状钻井液经过传送带被送入微波炉进行干燥,干燥系统由单片机进行编程自动控制。最后经过自动粉碎和包装系统将回收的固相泥浆粉进行分袋包装,在以后钻井中加入水等配比物质就可以直接应用。该装置由中央控制系统和PLC控制器进行两级控制,实现全系统的自动连续作业。     

新型钻机固控系统

随着钻井工艺的成熟发展,钻井液固控系统正朝着结构设计更巧妙、占地面积小、运移方式多样化、可靠性、安全性和环保要求不断提高的方向发展。介绍了国内研制的双层移动模块式固控系统、极地钻机钻井液固控系统和圆形罐固控系统的主要技术参数、结构特点和应用情况。双层移动模块式固控系统具有结构紧凑、移动迅速等优点,其新颖独特的清砂方式以及岩屑收集处理系统能够实现钻井岩屑零排放,满足海洋环境钻井要求。极地钻机钻井液固控系统的振动筛罐可随主机移动,它采用700kW以上的柴油热风机给钻机和固控区供暖。圆形罐固控系统与矩形罐固控系统相比,提高了钻井液的配比均匀性、可利用率以及清砂处理效果,并且安装操作简单,能很好地满足钻井要求。     

钻井液──矿渣混合物替代水泥固井

钻井液──矿渣混合物替代水泥固井壳牌开发公司研究了部分钻井液加入水硬高炉矿渣替代水泥浆技术，在墨西哥湾７ｃ口井中使用，每口井可节约５０．１万美元。把高炉矿渣加入到水基钻井液中，使密度为１２０～２４ｋｇ／ｍ￣３，矿渣重量控制在１１４ｋｇ／ｍ￣３到１４２...     

钻井液固控设备的选择及固控系统的总体布置

根据钻井液固控系统各组成设备的具体功能提出了选择这些设备的依据，论述了钻并液固控系统的总体布置方法，同时给出了系统与某些设备的几何尺寸和技术参数的计算公式及取值范围。     

8000m超深井钻机固控系统的研制

国内超深井钻机固控系统技术性能较为落后,钻井液固相含量控制、加重剂的回收及钻井液的处理达不到预期要求。为此,在常规钻机固控系统总体布局、设备配置及工艺流程研究的基础上,对8000m超深井钻机固控系统的工艺流程、管线布置及结构设计进行了优化和完善。8000m钻机固控系统的钻井液罐上部采用矩形结构,布置罐面设备;下部采用弧形结构,布置吸入和清砂管线;清砂门与钻井泵吸入口位于罐体最底部,能够充分吸入和排出钻井液,满足钻井液的零排放要求。现场使用结果表明:该固控系统在各种工况下均能够正常工作,作业能力强,满足设计要求。该系统研制中采用的设计方法可为超深井钻机固控系统的设计提供参考。     

高密度油基泥浆串联离心机固控系统设计分析

针对低速离心机无法回收利用高密度油基泥浆中的重晶石粉,高速离心机处理量低且容易堵塞的问题,设计了低速-高速离心机串联固控系统。通过计算及分析,得到泥浆中固相颗粒在离心力作用下的运动规律。结合试验结果,分析了离心机转速对分离固相粒径的影响规律,确定了高、低速离心机的最佳转速。串联的低、高速离心机分别分离出钻井液中的10～50 μm颗粒,1～10 μm颗粒,既实现重晶石的回收利用、降低含油固相排放率,又提高了高速离心机去除小颗粒有害固相的效率。该系统已在南川某平台4号井应用,在泥浆密度1.5～1.6 g/cm³的条件下,节省重晶石用量150 t,含油固相排放率降低38.6%。     

适用于碳酸盐岩储层的固体酸解堵体系

传统的液体酸解堵体系,多使用盐酸、硝酸等常规液体酸。在存放、运输和使用过程中,液体酸存在设备成本高和安全风险大的问题。选用氨基磺酸、柠檬酸、二乙基三胺五乙酸为基础,对这3种不同类型固体酸的溶蚀性能、稳定铁离子能力进行性能评价。利用复配实验,调控3种固体酸的比例,确定最优的复配固体酸配方为m（氨基磺酸）∶m（柠檬酸）∶m（二乙基三胺五乙酸）为8∶1∶1。以此复配固体酸为主剂,加入缓蚀剂、渗透剂、黏土防膨剂构建得到固体酸解堵体系。该固体解堵体系具有较好的溶蚀碳酸钙能力,对大理石的溶蚀率达到27.65%,良好的稳定铁离子的能力,络合铁离子容量达到643.71 mg/L。通过岩心流动实验表明,该固体酸解堵体系的注入体积达到10 PV时,可以提高岩心渗透率20%以上。现场利用固体酸体系施工后,施工井产量较高。      

一种新型球状固体泡排加注装置研发与应用

随着井站无人值守化和智能化推进,川东地区从2010年开始逐步实施泡沫排水采气自动化,但仅限于液体泡排技术。目前市面上在用的棒状固体泡排自动化加注技术已成熟广泛运用于长庆地区,相比之下,球状固体泡排加注装置虽然实现了自动化,但存在局限性:一是装置设计为两个压力系统,长期使用会导致密封原件失效;二是未考虑放空系统,对于含硫气井不适用。为了解决球状固体泡排剂加注问题,结合现场实际工况,研制了一种新型球状固体泡排加注装置,装置按一个压力系统设计,设有放空系统,更具备安全性。且装置具备自动控制功能,可以实现远程和就地操作,尤其适用于偏远地区的无人值守井站,可以极大降低生产成本,达到了应用球状固体泡排剂实施排水采气的目的。研究结果表明:(1)装置性能稳定,(2)应用该装置加注球状固体泡排剂实现了气井的连续稳产,提高了泡沫排水采气效率。结论认为新型球状泡排加注装置适用于球状固体泡排剂的加注,为川东地区固体泡排自动化加注提供了技术支撑,具有广阔的推广应用前景。     

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修井作业过程中，不合理的压井液对储层造成不同程度的损害，导致油气井产能降低。大量的研究表明,压井液对油气层的损害主要是固相堵塞岩石孔道及造成岩石的性质发生改变。针对修井作业中无固相压井液对地层伤害小，利于油气层保护的要求，对压井液中所需要的增粘剂、降滤失剂、无机盐结晶抑制剂等进行了优选，并分别考察了加量对压井液性能的影响，室内研制了利于储层保护，具有较好抑制性与低固相损害的无固相压井液，合理的压井液配方：1%YJ1+0.1%YJ2+0.8%粘土稳定剂+0.12%其它添加剂+10% CaCl₂，该体系具有密度可调、无固相、滤失量低、流变性、热稳定性好，抗温可达110 ℃等优点，室内岩心流动实验表明，该压井液体系对高低渗透率岩心伤害程度小，对油气层具有很好的保护作用。     

LANKE高效工业气体除尘系统在催化裂化装置中的应用

LANKE高效工业气体除尘系统具有压差低，自控独立，不影响装置的加剂、转剂操作等优点，其在催化裂化装置催化剂罐顶除尘中的应用解决了装置气体粉尘污染问题，排放气体的含尘量降到了30mg／m3（标准状态）以下，每年至少减少装置催化剂损失20t，取得了良好的除尘效果和经济效益。     

加压浆态鼓泡床中固含率与气含率轴向分布的研究

在高6.6 m、直径0.3 m的浆态鼓泡塔中,采用动态气体逸出法研究了水-空气-石英砂体系中固含率与气含率的轴向分布。在表观气速0-0.24 m/s、固体质量分数(石英砂在水中的质量分数)0-23％、压力0.1-2.0 MPa范围内,考察了各种因素对固含率和气含率轴向分布的影响。实验结果表明,随着表观气速的增加和固体质量分数的减小,固含率的轴向分布趋于均匀;气含率随压力和表观气速的升高而增加;固体质量分数仅仅影响大气泡气含率和上升速率,而对小气泡气含率和上升速率的影响不大;在固体质量分数大于23％时,压力对气含率轴向分布的影响比较显著。