钻井液循环系统81页PPT
《钻井液与完井液》PPT课件
是 砂岩砾石层
否
埋藏750米以上 漏速变化不大
否
是
埋藏750米以下
漏失增大
砂砾岩渗漏
是
纵向裂缝
1钻头泥包 否
2泵压突然增加 3卡钻后漏
是
1起下过激 2.750米以下 3邻井无此漏层
1有放空
2有憋跳现象 是
3突然不返
是
纵向诱发 横向裂精选缝PPT 裂缝
横向诱发 裂缝
洞穴漏失
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漏层位置确定方法
• 正常钻井中未提密度、无激动压力而发生较严重漏失,则多属井 底漏失,且为天然裂缝或溶洞漏失。
缩径
提高粘度、切力、当量密度等, 降低钻速
• 剥落掉块
• 造成卡钻,井漏等井下复杂
• 坍塌,扩径
• 井径不规则,影响固井质量 • 影响测井和录井
• 影响泥浆性能维护
井眼不稳定的表现形式
精选PPT
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井眼不稳定的判断
• 岩屑比正常情况下多 • 砂样代表性不好 • 起下钻遇阻,遇卡 • 下钻不到底(有大段沉砂) • 需划眼 • 蹩钻,跳钻严重 • 实测井径
热分析等 • 可溶盐含量分析:化学分析方法 • 含水量测定:密度法,吸附等温线法 • 阳离子交换容量:亚甲基蓝法,醋酸铵法等 • 密度测定:李氏密度瓶 • Ensulin吸水测定仪 • 膨胀性测定:常温常压,高温高压 • 分散性测定:滚动回收率法,CST法
实验研究方法
• 泥页岩介电常数测定 • 针入度实验(测水化过程中的剪切强度变化) • 三轴应力试验 • 井眼模拟装置(DSC) • 力学化学藕合研究(水化对应力分布的影响、水
精选PPT
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调整井井漏预防技术
• 钻调整井前调整地层孔隙压力 分区块提前降压 注水井控制注水量 注水井关井停止注水 注水井停止注水并放溢流 钻泄压井对高压层进行泄压 提高低压层的地层孔隙压力
钻井液基础知识PPT
二、几种常见粘土矿物的晶体构造
②蒙脱石特点 A、2:1型粘土矿物 B、存在晶格取代,取代位置主要在AL-O八面体中,即AL3+被Mg2+、 Fe2+和Zn2+等取代,产生的负电荷由等量的Na+或Ca2+来平衡。 C、晶层间引力以分子间力为主,引力弱,晶层间距C=9.6Å- 40Å, 属膨胀型粘土矿物。为什么?
要配浆材料。
二、几种常见粘土矿物的晶体构造
(3)伊利石
①伊利石晶体结构示意图
二、几种常见粘土矿物的晶体构造
②伊利石特点
A、2:1型粘土矿物
B、存在晶格取代,取代位置主要在Si-O四面体中,且取代数目比 蒙脱石多,产生的负电荷由等量的K+来平衡。 C、晶层间引力以静电力为主,引力强,晶层间距C=10Å,属非膨 胀型粘土矿物。为什么?
阳离子数目少,可发生交换的阳离子数目就更少了,所以
C.E.C小。 E、造浆率低
高岭石晶层间以氢键为主,引力较强,晶层间连接紧密,水分
子不易进入晶层间,水化作用仅限于外表面,故水化分散能 力差,造浆率低。
二、几种常见粘土矿物的晶体构造
⑵蒙脱石
①蒙脱石晶体结构示意图
Si-O Al-O Si-O Si-O Al-O Si-O
﹥Al-OH OH﹥Al-O- + H2O
(2)吸附:粘土晶体的端面上吸附了某些阴离子,如:OH-、 SiO3等,或吸附了有机阴离子聚电解质,如:PHP等。
粘土永久负电荷与可变负电荷的比例与粘土矿物的种类有 关,蒙脱石的永久负电荷最高,约占负电荷总和的95%,伊利 石约占60%,高岭石只古25%o
二、电荷种类及产生原因
负电荷 , C.E.C 。
② 解离:在粘土晶体端面上连接的OH基中的H在碱性或中性条件下解离, 因而使粘土的可变负电荷增多。
石油钻井八大系统课件ppt
一、起升系统
二、旋转系统
三、钻井液循环系统
四、传动系统
五、控制系统
徐 闹
六、动力驱动系统
七、钻机底座
八、钻机辅助设备系统
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概况
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4、动力系统
作用: 为绞车、转盘、钻井 泵提供动力
组成: 柴油机或柴油发电机、 电动机
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5、传动系统
作用 把柴油机或柴油机 组的动力分配到各 个工作机组
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石油钻机的组成
八大系统
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一、起升系统 张
二、旋转系统
文 杰
三、钻井液循环系统
四、传动系统
五、控制系统
六、动力驱动系统
七、钻机底座
八、钻机辅助设备系统
4
1、起升系统
作用:起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具 组成:绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、
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3.4、泥浆净化设备
泥浆净化设备工作流程示意图 1一振动筛处理过的泥浆 2一清洁泥浆 3一水力旋流器 4一细目振动筛 5一排出固体颗粒 6一筛网底流 7一泥浆返回循环系统
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不含离心机
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石油钻机的组成
八1/3/10
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3.2、钻井泵
钻井泵的作用是为 钻井液的循环提供 必要的能量。
以一定的压力和流
量将钻井液输进钻
具,完成整个循环
过程
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3.3、地面管汇
地面管汇包括高 压管汇、立管、 水龙带等。
作为钻井液在地 面上的通道。
钻井液的循环方式
闭式循环:完全的循环,冲洗液经沉淀除去岩屑后重复使用(通常用于液体冲洗介质)
开式循环:非完全的循环,冲洗介质排出地表后即废弃(大都用于气体介质)
三、孔底局部反循环
孔底局部反循环是正反循环相结合的洗井方式
一般是在孔底钻具以上的绝大部分为正循环,而孔底部分为反循环
如:喷射式反循环
为了避免钻井液对岩心的冲刷,提高岩矿心采取率,此时钻井液由钻杆柱内孔送到孔底,经由喷反接头而流到钻杆柱与孔壁的环状间隙中,由于喷嘴高速喷出液流,在其附近形成负压,将岩心管内的液体向上吸出,从而形成孔底局部反循环。由喷反接头流入环空中的液流,一部分在负压下流经孔底,一部分上返携带钻屑至地表
在固体矿床钻探中采用反循环方式,可将岩心从钻杆中带出地表,用以实现反循环连续取心钻进
全孔反循环的流向与岩心进入岩心管的方向是一致的,可使岩心管内的破碎岩矿心处于悬浮状态,避免了岩矿心自卡和冲刷,从而有利于岩矿心采取率的提高
在相同情况下,反循环所需的泵量比正循环小,因此对井壁的冲刷程度较小;同时,流动阻力损失也较小
孔口不需要密封装置,循环系统简单,这种循环方式在各种钻探中得到广泛的应用
二、全孔反循环
钻井介质的流经方向正好与正循环相反
钻井介质经孔口进入钻杆与孔壁的环状空间,沿此通道流经孔底,然后沿钻杆内孔返至地表,经地面管路流入地表循环槽和净化系统中,再行循环
※全孔反循环又具体分为压注式和泵吸式两种方式
1、压注式
钻井液的循环方式?全孔正循环?全孔反循环?孔底局部反循环钻井液的循环?通过钻井泵来维持的?从钻井泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇立管水龙头方钻杆钻杆钻铤到达钻头从钻头喷嘴喷出以清洗井底并携带岩屑然后再沿钻柱与井壁或套管形成的环形空间向上流动在到达地面后经拍出管线流入钻井液池再经各种固控设备进行处理后返回上水池最后进入钻井泵循环再用?钻井液流经的各种管件设备构成了一整套钻井液循环系统循环系统组成泥浆正循环为例泥浆池箱泥浆泵高压胶管水龙头主动钻杆孔内钻杆孔底钻具上返环空地面魂环槽沉淀池净化系统泥浆池箱一全孔正循环钻井介质由地面的压力泥浆泵或压风机泵入地面高压胶管经钻杆柱内孔到井底由钻头水口返出经由钻杆与孔壁的环状空间上返至孔口流入地表循环槽净化系统或注入除尘器中再由泥浆泵或压风机泵入井中不断循环孔口不需要密封装置循环系统简单这种循环方式在各种钻探中得到广泛的应用二全孔反循环钻井介质的流经方经孔底然后沿钻杆内孔返至地表经地面管路流入地表循环槽和净化系统中再行循环全孔反循环又具体分为压注式和泵吸式两种方式1压注式方式
钻井液化学课件 PPT
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液降滤失剂分类 降滤失剂: 能降低钻井液滤失量得化学剂
降滤失剂分类: 天然改性(改性褐煤、改性淀粉、改性纤维 素、改性树脂) 人工合成(烯类单体聚合物)
第四节 钻井液滤失性及其控制
两者得关系:一般滤失量少,造壁性就好
第四节 钻井液滤失性及其控制
2、钻井液滤失类型
按就是否流 动
动滤失 静滤失
按测试条件
常规滤失量(VAPI) 高温高压滤失量(VHTHP)
第四节 钻井液滤失性及其控制
VAPI测试条件: 24 ± 3 ℃ 、 0、69MPa 、 45、8cm2 、 30min
VHTHP测试条件:
钻井液化学课件
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
泥浆罐
泥浆泵
地面高压管汇
立管
水龙带
水龙头
方钻杆
钻 杆 钻铤
钻头
钻柱与井壁形成得环形空间
从井口返出,流经固控设备进行处理
第一节 钻井液得功能与组成
一、钻井液得循环
第一节 钻井液得功能与组成
二、钻井液得功能 1、冲洗井底 2、携带岩屑与密度调整材料 3、冷却与润滑钻头钻具 4、平衡地层压力 5、获取地层信息 6、悬浮岩屑与固体密度调整材 料 7、稳定井壁 8、传递功率
二、为什么要调整钻井液密度 (1)防止喷、塌、漏钻井事故得发生 (2)钻井液密度与油气层损害有关 (3)钻井液密度影响钻井速度
第二节 钻井液密度及其调整
三、怎样调整钻井液密度
1、调整钻井液密度原则 平衡地层压力与地层构造应力
2、调整钻井液密度方法 (1)降低钻井液密度
钻井液井下循环系统
钻井液井下循环系统钻井液井下循环系统通常是钻井液通过钻杆直接到达钻头处,经钻头水眼喷出,携带井底岩屑,沿环空返回地面。
随着钻井深度的增加,为增加井壁的稳定性,避免压差卡钻,保护油气层,必须在钻井液中加入固相重部分(如重晶石),以增大钻井液密度。
但随着钻井液密度的增大,钻进速度将迅速下降,钻头磨损明显加剧。
国外研制出井下固相分离接头——井下水力旋流分离器(Downhole Hydrocyclones)。
装有井下固相分离器接头的钻井液井下循环系统流程如图所示。
图钻井液井下循环系统改进流程固相分离器接头装于钻头上部,由地面钻井泵供给具有一定能量的钻井液,经其上部通道,从切线方向进入旋流筒,进行净化处理。
分离出来的固相从其上部喷嘴进入环形空间,低固相钻井液进入钻头。
采用此装置,既能保持环空的钻井液密度,保持井壁稳定,又能降低水眼处钻井液粘度和密度,减轻水眼的磨损,提高当量水马力,充分发挥高压喷射清岩于水力破岩的作用,同时由于井底钻井液固相含量的减少,将减轻钻头牙齿的磨损,提高钻头的寿命和机械钻速。
海上井下油水分离用水力旋流器术语用于采出液井下油水分离的水力旋流系统的效益主要在于减少了采出水的开采及处理费用,有效降低了地面处理设备的液体负荷。
地面处理设备的减少对海上应用具有重要意义,地面分离设备的减少和费用的降低可延长油田寿命。
人们正在对井下分离系统进行进一步研究以提供适于海上应用的各种设备。
水力旋流器作为井下油水分离(DOWS)系统之一,让我们先认识一些概念术语。
水力旋流分离水力旋流器已广泛应用于地面油/水分离,其外形尺寸小,结构紧凑,设备成本低,操作费用低。
对水力旋流器的运行情况进行讨论将有助于了解与井下油水分离系统有关的设计问题。
承压流体混合物通过一个或多个切向入口进入水力旋流器,促使流体在装置内旋转,水力旋流器的锥形加速了流体螺旋形流动,建立了自由的旋涡,创建了很大的离心力。
离心力使轻相物质(即油,游离气)汇集到水力旋流器的中心,而重相物质(如水,固体)由于离心力的作用被甩到了外壁,在高压作用下,保持从底流口排出,迫使旋涡中心的浓缩油核逆流。
钻井液化学PPT课件
降滤失剂 1、钻井液滤失量过大的危害及使用降滤失剂的 必要性
(1)钻井过程中钻井液滤失量大,容易引 起泥页岩的水化膨胀、造浆和井漏井塌,造成井 壁不稳定;
(2)钻井液和滤液侵入地层引起粘土膨胀, 堵塞地层油气流通道损害产层。
第33页/共174页
(3)滤失量大的同时滤饼增厚,而滤饼增厚使 井径缩小,给旋转的钻具造成大的扭矩,容易造 成卡钻
Cc:滤饼中固相的体积分数; C m : 钻 井 液 中 固 相 体 积 分第数31;页/共174页
•其中 ( Cc 1) 固相含量系数、K主要由钻井液固相含
Cm
量、固相类型、颗粒分布以及水化分散程度有关,具 体来讲: (1)钻井液中优质活性固体——膨润土含量增加一般 滤失量下降。然而钻井液中固相含量增加会使钻井液 粘度升高,为了使钻井液有好的流动性,不采用提高 钻井液固相含量的方法来降低滤失量。 (2)降滤失剂如:CMC、磺甲基褐煤、酚醛树酯、 烯类单体聚合物等能堵塞滤饼的孔,降低K。
第3页/共174页
4、平衡地层压力 调节钻井液密度建立与地层压力相适应的液柱
压力,防止发生井喷、井长、井漏的井下复杂问 题。
第4页/共174页
5、冲洗井底 钻井液可在钻头水眼处形成高速的液流,喷
向井底。高速喷出的钻井液可将由于钻井液压力 与地层压力差而被压持在井底的岩屑冲起,起冲 洗井底的作用。
第一节 钻井液的功能与组成
一、钻井液的功能 1、携带和悬浮钻屑
泥浆的一个基本功用,就是要把钻头破碎的 岩屑从井底带出井眼。
当接钻杆换钻头或临时停止循环时,泥浆又 把井眼内的钻屑悬浮住,不致很快下沉,防止沉砂 卡钻的危险。
第1页/共174页
2、稳定井壁 井壁稳定、井眼规则是优质快速钻井的基础
第三章--钻井液PPT课件
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对塑性流体
o
pv
dv dx
,表观粘度为:Avo dv pv
dx
屈服值是与层流时体系中网架结构的密度和强度有关,故
o
/
dv dx
称为钻井液的结构粘度,故塑性流体的表观粘度 Avpv结构
o pv
称之动塑比,反映钻井液中结构强度和塑性粘度的比例关系。它
决定钻井液在环空中的流态,与钻井液携带岩屑效果密切相关。一般情
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2.其它流变参数
用六速旋转粘度计测得600r/min和300r/min表盘读数
(φ600,φ300),就可计算下列流变参数。
表观粘度: Av =0.5φ600(mPa·s)
塑性粘度: pv = φ600一φ300(mPa·s)
动切力(屈服值): o =0.511(φ300一 pv )(Pa)
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1.滤失时间
Vf 2 Vf 1
t2 t1
式中 Vf2——时间t2时的未知滤矢量,mL;
Vf1———时间t1时的已知滤失量,mL。
例:如果7.5min内的滤失量Vf1是5mL,则在30min内的
滤矢量将是:
Vf2 5 307.510mL
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2.压差 滤矢量应该与压差的平方根成正比。但在泥饼的情况下并 非如此,要根据所形成滤饼的性质决定。 3.温度 温度升高引起滤液粘度下降,导致滤失速率增加。
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三、聚合物絮凝剂
1.聚合物絮凝剂的类型 (1)全絮凝剂:聚合物能使钻井液中所有的固相都发生絮 凝沉淀,如聚丙烯酰胺。
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(2)选择性絮凝剂:只絮凝钻屑和劣质土,而不絮凝膨润 土的聚合物絮凝剂,如合适水解度的部分水解聚丙烯酰胺。
《钻井液技术》课件
钻井液在钻井过程中起着冷却、润滑、清洁井眼和控制地层压力等重要作用。
钻井液成分
主要成分
钻井液主要由基础液体、固相 悬浮物(如钻屑)和化学添加 剂组成。
辅助成分
辅助成分包括饱和盐水、聚合 物和胶体粒子等。
钻井液添加剂
添加剂用于调节钻液性质
1 密度和重度
2 钻井液技术的前景
钻井液技术将继续为高效、安全的钻井作业提供重要保障,推动油气勘探开发的进程。
3
循环过程的重要性
循环过程要稳定可靠,确保钻井液的性能不受影响,保护地层和井眼的完整性。
钻井液的处理
钻井液的回收
回收钻井液可以降低成本, 减少环境污染,并保护地下 水资源。
钻井液的处理方法
钻井液通常通过离心分离、 过滤、化学处理和固体控制 等方法进行处理。
钻井液的废弃处理
废弃钻井液需要经过处理后 才能进行安全处置,以防止 对环境造成污染。
钻井液的安全
钻井液的毒性
钻井液中的化学物质可能对人 体和环境造成毒害,需要合理 使用和妥善处理。
火灾和爆炸危险
钻井液中的可燃物质和气体可 能引发火灾和爆炸危险,需要 严格的安全措施。
环境污染
不当使用和处理钻井液可能导 致土壤和水源的污染,对周围 环境造成损害。
结语
1 钻井液技术的发展
随着钻井工艺和设备的不断进步,钻井液技术也在不断发展和创新。
油基钻井液
油基钻井液适用于高温、高压或 特殊环境下的钻井,具有优异的 稳定性和润滑性。
气基钻井液
气基钻井液适用于高气藏含油气 井的钻井,可以减少水泥浆和泥 浆替代物对地层的损害。
钻井液的循环
1
钻井液的循环系统
钻井液通过井口到地层,再从地层返回井内循环使用。
钻机的循环系统 PPT课件
本节课学习的内容
1.往复泵的基本构成和工作原理(重点) 2.往复泵的分类 3.活塞的运动规律 4.往复泵的流量 5.往复泵流量不均匀的危害及解决方案
4.2 往复泵的流量
一、活塞的运动规律
若往复泵的动力端不同,则活塞的运动规律也不同。 石油矿场用往复泵的动力端大多采用曲柄连杆机构。如 图4-3所示。现以此为例来分析活塞的运动规律。
钻机的循环系统包括:钻井泵、钻井液池、钻井液槽(罐)、地 面管汇、钻井液净化设备、钻井液调配设备。 钻井泵是钻机循环系统的核心设备,是循环系统的工作机。 目前国内外石油钻机中采用的钻井泵都是往复式液压泵。习惯 上也把钻井泵称为往复泵。钻机循环系统采用往复泵,就是为 整套钻机提供高压钻井液。 往复泵在石油矿场上应用非常广泛。它常常用于高压下输送高 粘度、大密度和高含砂量的液体,而流量相对较小。例如:钻 井泵、固井泵(也叫水泥泵)、压裂泵、注水泵、采油泵等都是在 石油矿场常用的往复泵。 与叶片泵、离心泵等相比,往复泵具有较高的工作效率和良好 的运行性能。
二、往复泵的分类
(2)双作用泵:如图4-2所示,活塞的两面均为工作面。液缸被 活塞分成两个工作室,无活塞杆的为前工作室,有活塞杆的为后工 作室,每个室都有吸入和排出阀。活塞往复运动一次,其液缸完成 吸入过程和排出过程各二次。
图4-2 双作用往复泵液缸示意 图
二、往复泵的分类
4.按液缸的布置方式及其相互位置分为: 卧式泵、立式泵、V形泵、星形泵。 5.按传动或驱动方式分为: 机械传动泵、蒸汽驱动泵、液压驱动泵、手动泵。 通常以泵的上述主要特点来区分各种不同类型的泵, 如单缸单作用立式柱塞泵、双缸双作用卧式活塞泵、 三缸单作用柱塞泵等。
动画演示
4.1 概述
一、往复泵的基本组成和工作原理