大斜度大位移定向井井眼净化技术

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一种保持大斜度定向井井眼清洁的有效技术

一种保持大斜度定向井井眼清洁的有效技术

一种保持大斜度定向井井眼清洁的有效技术王爱宽1 高 虎2 邵晓伟2 张晓凯3 杜 丽3(11中原石油勘探局钻井一公司 21中原油田分公司信息中心 31中原油田分公司采油二厂)摘 要 为了提高大斜度定向井的施工安全,钻井过程中及时清除岩屑床,研究出了一种射流除屑剂。

该除屑剂的施工要求为:密度比基液高014~015g/cm3,在环空中至少有61~122m,除屑过程中必须保持连续开泵循环,采用正常排量循环除屑,钻具转速应为80r/min 左右。

,应使用3~4次除屑剂清砂。

使用该除屑剂清砂作为预防措施时,每6~8h或钻进150~300m进行一次清砂。

现场实践表明:应用该除屑剂能有效清除大斜度井段的岩屑,避免岩屑床的形成,保证大斜度定向井的施工安全。

关键词 大斜度定向井 岩屑床 射流除屑剂 井眼清洁 技术引言 在大斜度定向井的施工过程中,由于井眼得不到及时清洁,钻井事故时有发生。

岩屑床的形成,往往导致转动钻具时扭矩增加,钻具上提遇卡下放遇阻,甚至造成压差卡钻等复杂情况,及时的清洁井眼就显得尤为重要。

Ξ 在不断的实践与研究过程中,国内外专家对井眼清洁问题都做出了艰苦卓绝的努力。

陈乐亮[1]对井眼净化进行了细致的研究,黄丽萍[2]提出了机械法清除岩屑床,胡景荣[3]针对大斜度定向井的井眼净化问题,提出了“融钻进与清除岩屑床为一体”的作业工艺设想。

基于这一思路,研究出了一种与钻井施工为一体的射流除屑剂。

传统除屑方法在长裸眼井段的大斜度井中,总是达不到预期的效果。

应用射流除屑剂的方法清除堆积在下井壁的岩屑床,改变了过去清除岩屑的模式。

研究表明,应用稀钻井液产生紊流,清除岩屑床的效果远比稠钻井液有效[4]。

1 旧模式的不足钻井过程中井眼得不到很好的清洁时,最先考虑的往往是排量和钻井液粘度是否合适,实际上钻井液的流变性是至关重要的因素。

很多传统的模式建立在“平均环空流速”基础之上,这种模式仅适用于直井和定向井的直井段,因为在这些井型中,钻井液的流变性始终保持一致,但不适用于造斜点以下的定向井段。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术大斜度定向井钻井技术是近年来国内外石油勘探、开发领域中普遍采用的一种技术方法,它通过合理设计井眼轨迹、掌握定向井钻井技术,实现在垂直井部到达固定目标深度后,按照设计要求沿着一定的轨迹,斜向钻进,从而充分利用地下储层,提高油气采收率,并且能够满足环保要求。

大斜度定向井钻井技术最早起源于1984年的美国,该技术起初在岩石工程领域得到了广泛的应用,逐渐被应用于石油工程领域。

到了1990年代中后期,该技术逐渐应用于国内的油田开发领域,同时也得到了许多国外企业的重视。

大斜度定向井钻井技术逐渐的发展,是由于传统的垂直钻井难以满足地下储层的开采要求。

大斜度定向井钻井技术能够逐步解决传统垂直井钻井过程中出现的下穿地层过多、减小油气生产率等问题。

同时,大斜度定向井钻井技术还可以减少井口排放等环境污染问题,是一种符合可持续发展的技术方法。

大斜度定向井钻井技术的实施方案主要包含以下三个方面:(1)井眼设计方案。

井眼设计方案是大斜度定向井钻井技术实施的首要环节。

合理的井眼设计能够保证井眼轨迹的安全稳定,同时能够使钻井的效果和生产的效益达到最大化。

(2)选用合适的钻头、钻具等钻井工具。

此技术中,要选用合适的钻头、钻杆和其他钻井工具,例如导航工具等,能够保证大斜度定向井顺利的完成。

在钻井的过程中,需根据钻头的磨损情况及时更换,保证钻头的稳定钻进。

(3)定向井的钻进和测量。

大斜度定向井钻井技术中,要充分利用定向井驱动系统完成钻进过程。

定向井中有导航系统,可以记录当前井眼位置和方位,实时监控钻井过程中的情况,对于难度较大的井段还需要进行高精度导向钻进技术操作。

此外,对于井壁的稳定问题也需要采取相应的措施,如注浆、支套等操作。

与传统井眼钻井技术相比,大斜度定向井钻井技术有多个优势:(1)提高采收率。

大斜度定向井钻井技术能够充分利用地下储层,从而提高油气采收率。

(2)增加产量。

通过大斜度定向井钻井技术,可以钻进更多的开采地下储层,增加油气产量。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术大斜度定向井钻井技术是一种在地下水平井眼中通过导向工具在地层中定向钻进的技术。

相比传统的直井钻进方法,大斜度定向井钻井技术具有很多优势和应用前景,本文将从几个方面进行浅谈。

大斜度定向井钻井技术可以有效地进行油气勘探和开发。

油气藏分布于地下深处,直接的钻井方法往往无法准确地定位和采集目标油气层。

而大斜度定向井钻井技术可以通过导向工具控制井眼方向,使其与目标层进行接触。

这样可以最大程度地提高油气勘探和开发的成功率,减少钻井风险和资源浪费。

大斜度定向井钻井技术在地下水资源开发中也具有重要的应用前景。

地下水资源是维持人类生产生活的重要水源之一,特别是在干旱地区,大量的地下水资源是通过定向钻井技术开发出来的。

大斜度定向井钻井技术可以在地下水层中定向钻进,有效地提高开采效率和水源供应的可持续性。

大斜度定向井钻井技术还可以应用于环境地质调查和工程建设中。

在环境地质调查中,通过定向钻井技术可以获取地下多个方向的地层信息,为环境评估和工程设计提供重要依据。

在工程建设中,大斜度定向井钻井技术可以用于地下管道的铺设和基坑的开挖等工序,可以提高工程施工的效率和安全性。

大斜度定向井钻井技术也存在一些挑战和难题需要克服。

钻井过程中需要精确控制井眼的方向和位置,需要高精度的导向工具和先进的钻井设备。

在复杂地质条件下,如地下河流、断层和岩溶地质等,导向工具和钻井设备可能面临受阻、失效以及遇阻等问题,需要钻井人员采取相应的措施应对。

大斜度定向井钻井技术还存在一定的安全风险和环境影响。

在钻井过程中,如果井眼控制不当或设备失效,可能导致井底失控、井眼塌陷等安全事故。

钻井污泥和废弃物的处理也是一个需要关注的问题,需要采取有效的措施进行处理和处置,以减少对环境的影响。

大斜度定向井钻井技术具有广泛的应用前景和重要意义。

在油气勘探和开发、地下水资源开发以及环境地质调查和工程建设中都有重要的应用价值。

为了充分发挥该技术的优势并降低风险,需要不断提高导向工具和钻井设备的技术水平,并制定科学的操作规程和管理措施。

大位移井井眼净化的解决方法

大位移井井眼净化的解决方法

大位移井井眼净化的解决方法聂勋勇【摘要】井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井,直接关系到大位移井钻井的成败,是大斜度井的关键技术之一.文章分析了大位移井影响井眼净化的主要因素,总结了提高大位移井井眼净化的解决措施,最后提出了发展井眼净化预测、监测、快速决策系统的建议,对于大位移井眼净化实施和技术发展具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】4页(P42-45)【关键词】大位移井;钻井液;井眼净化;流体清扫段塞;岩屑床清除工具;综述【作者】聂勋勇【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司钻井液公司,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TE28+3据报道[1],迄今为止大位移井(Extended Reach Drilling(ERD))最大位移达到12700m,其中水平位移11739m。

大位移井能够开发地表地形受限制的油藏,能够增加井眼在油藏中的长度,能够大范围地控制含油面积、能够有效提高特定储层的开发效率,具有显著的经济、社会效益。

大位移井一般是指水平位移与垂直深度之比大于2的定向井和水平井。

当水垂比大于3时,则称为超大位移井[2]。

大位移井是一项集技术、管理、现场工艺于一体的综合性高技术工程,其中面临着井眼净化、井壁稳定、润滑与减摩、钻柱载荷控制、井底压力控制等技术挑战[3,4]。

井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井,直接关系到大斜度大位移井钻井的成败,是大斜度井的关键技术之一。

1 岩屑床的形成及危害井眼清洁程度对钻井参数和施工过程均有影响,如泵压、扭矩、钻柱摩阻、机械钻速等会随着井眼的清洁程度而发生变化。

在大位移井钻井过程中,岩屑极易在大斜度井段和水平井段形成岩屑沉积床,造成危害[5~7]:①增加环空泥浆中的固相含量,减小环空间隙,容易引起憋泵;②岩屑床导致上下活动阻力增大,钻压不能全部传递至钻头,严重束缚机械钻速,大大增加钻井成本;③岩屑床导致钻具扭矩增大,严重时损伤甚至扭断钻具;④停泵后井眼中岩屑下沉形成台肩、砂桥,造成砂卡或粘卡;⑤岩屑床导致套管下入困难和固井质量差,导致测试工具下入受阻甚至造成粘卡,严重影响了钻井安全和钻井效果。

大位移井井眼净化的理论与方法

大位移井井眼净化的理论与方法

大位移井井眼净化的理论与方法摘要:在大斜度大位移定向井中,岩屑易在井眼中形成岩屑床,导致下钻遇阻、蹩泵甚至卡钻。

本文在分析大井斜大位移井井眼净化程度以及井眼不清洁危害的基础上,对钻井液携岩效果的影响因素和岩屑床的清除办法进行了探讨,提出了将提高钻井液环空返速、改善钻井液性能与机械清除岩屑相结合的方法。

关键词:大斜度大位移;岩屑床;井眼净化;流变性;悬浮能力;概述随着海洋石油勘探开发的需要以及海洋石油平台开采的限制,大井斜、大位移定向井占总钻井工作量的比例也越来越高。

由于该类井井斜大、稳斜段长,造成岩屑携带困难,影响到钻井的正常进行,甚至造成卡钻的井下复杂事故,定向井随着井斜及位移的增大,岩屑的携带也越来越困难,对于大位移井的井眼净化显得尤为重要。

1井眼净化的影响因素影响大井斜大位移定向井钻井液携岩效果的因素有很多,在现场施工中经常遇到的有以下几个方面。

1.1井眼轨迹井斜角是影响钻井液携岩效果的主要因素之一,除直井外,不管使用何种钻井液,都有岩屑床的形成与存在,井斜提供了其形成的条件,岩屑床厚度取决于井斜角的大小;不管是用清水还是具有流变性的流体作钻井液,环空岩屑总浓度、临界流速(可携带岩屑的最低流速)均随井斜角的增大而增大,而在海洋石油调整井的开发中,定向井轨迹中存在扭方位,稳斜段长的特点,这无疑给携岩带来了压力,极易形成岩屑床。

1.2环空返速环空返速也是影响定向井钻井液携岩效果的主要因素之一,其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。

在任何井斜角下,无论使用层流还是紊流,提高环空返速,都会使钻井液携岩效果得到改善;但是对于大井斜大位移井来说,环空返速存在一个最佳范围,环空返速过低影响钻井液携岩效果,造成摩阻过大而引起卡钻等井下复杂情况;环空返速过高的同时又存在着压耗增加、钻井泵能力有限和因冲刷井壁而造成井壁失稳、井径扩大和井眼质量不好等负面效应。

在多数情况下,将环空返速保持在0.8~1m/s就可满足携岩的要求,这样既能使泵压保持在合理的范围内,又能够降低钻井液在钻柱内和环空的压力损失,使水力功率得到充分、合理的利用。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术大斜度定向井钻井技术是一种在井斜度较大的条件下进行的钻井技术,主要应用于复杂地质条件和油气田开发中。

这种技术在提高油气采收率、减少钻井成本、缩短钻井周期等方面具有显著的优势。

本文将从浅谈大斜度定向井钻井技术的概念、发展历程、应用特点以及存在的问题与发展方向等方面展开讨论。

一、大斜度定向井钻井技术概念大斜度定向井钻井技术是指在地层上方和井眼质量要求较高、对井位精度要求较高的情况下,为了适应地层构造和油层分布的需要,采取一系列措施将井眼在地层中沿一定轨迹斜向走向目标层位的井,其井斜度一般在60度以上。

该技术以垂直井为基础,利用弯管、弯头、旋转转子和下扭钻头等工具设备在井斜段实施井斜、水平和定向井。

大斜度定向井钻井技术可以实现对目标井位的准确控制,更好地适应地层构造和更大程度地开发油气资源。

二、大斜度定向井钻井技术发展历程大斜度定向井钻井技术起源于20世纪80年代,最早应用于复杂地质状况的煤层气开发中。

随着我国石油天然气勘探开发的深入和技术的不断创新,大斜度定向井钻井技术得到了迅速发展。

近年来,随着水平井、大斜度井技术的应用,大斜度定向井钻井技术在石油勘探开发领域变得日益重要。

它不仅在传统的油气勘探开发中得到广泛应用,而且在页岩气、致密油、水域盆地、复杂构造区等地质条件下也得到了成功应用。

大斜度定向井钻井技术经过多年的发展和积累,已成为石油勘探开发领域的重要技术手段。

三、大斜度定向井钻井技术应用特点1. 可以有效适应复杂地质条件。

在复杂地质条件下,传统的直井难以满足对地层精确控制的要求,大斜度定向井钻井技术可以更好地适应复杂地质构造。

2. 提高油气采收率。

通过大斜度定向井钻井技术,可以更好地实现对储层的全面开发,提高油气采收率。

3. 减少钻井成本。

相比于传统的直井钻井,大斜度定向井钻井技术可以减少钻井井段长度,节约钻井时间和成本。

4. 缩短钻井周期。

大斜度定向井钻井技术可以更快地实现对目标井位的控制,缩短钻井周期,提高钻井效率。

大位移井井眼清洁技术应用

大位移井井眼清洁技术应用


l ・
图 1 并斜 对 井 眼清 洁 影 响 示 意 图
1 )在 直井 或低井 斜井 ( 井斜 < 3 O 。 ) 中 ,井 眼清 洁很 简单 。开泵 时 要 求 岩 屑上 返 速 度 大 于 下 滑 速
度 ,克服岩 屑 的重力影 响 ,即可 把岩 屑滚动 带 出至 地面 。而在 停泵 时 ,则要 求钻 井液 能形成 有效 的 网状 结构 ,悬 浮住岩 屑 。达到 这两个 要求 ,井 眼将得 到较好 的清 洁 。 2 )在 大斜 度井 ( 井斜 >6 5 。 )或 水平 井段 ,开泵 时岩 屑重力 下沉速 度方 向与钻 井 液环 空返 速 方 向形 成一个 夹 角 ,因此岩 屑下沉 是一 条抛物 线 ,最终沉 至井 眼低边 。停 层 ,井 眼 高边高 速 流体 清 砂 作 用像 传 送 带 将岩 屑 排 出井筒 ,有 些 岩屑沉 至 井 眼低 边 低 速 层 ,最 终 降 至井 眼 低 边形 成 岩 屑 床 , 中间 岩 屑 运 移 长 短 的距 离 与 井 斜 角
度 、排 量 、钻具 转 速 、流 体 的 流 变 性 及 钻 井 液 密 度 相
速度 过快 ,岩 屑 床变厚 并 受到 干扰 ,易 向井 底移 动 ,带来 各种 复杂情 况 或事故 。 因此 ,在 进 行大位 移井 轨迹 设 计时 ,在满足 降低 扭矩 和摩 阻 的要 求 下 ,要 进行 稳斜 角优 选 ,尽量避
免采 用 3 O ~6 5 。 之 间 的井 斜 角进行 稳 斜 。
运动 ,形 成稳定 岩 屑床 。
3 )在 中斜 度井 ( 3 0 。 <井 斜< 6 5 。 ) ,岩屑 沉 降情 况介 于 直井 和水 平井 之 间 。在该 井段 ,岩屑 易沉 降
[ 收稿 日期 ] 2 0 1 3一o 7 —2 3

埕岛油田大斜度、长裸眼固井前循环洗井技术措施

埕岛油田大斜度、长裸眼固井前循环洗井技术措施

埕岛油田大斜度、长裸眼固井前循环洗井技术措施大斜度、长裸眼固井难题,一直是困扰固井质量的一个难点。

对于大斜度、长裸眼井而言,因固井前循环清洁井眼不彻底造成的易蹩堵甚至造成漏失,水泥浆低返,漏封油气层,造成一次固井失败。

本文分析并应用了通过现场的技术措施,做好井眼的清洁,提高了固井质量。

标签:大斜度;长裸眼;蹩堵;循环清洁;固井质量固井作为钻、完井中不可缺少的一个重要环节,其特殊性和重要性,已得到一定程度地認知。

影响固井质量的原因有很多,包括井身结构不合理造成的漏、喷、塌、卡;井径扩大率超标,严重的“糖葫芦”井眼;长封固段或者循环不彻底造成的易蹩堵、易漏;水泥失重易引起的窜槽;套管居中度不足以及泥浆和水泥浆的配伍等。

其中有些是固井前已经完成的,是不可控的,有些是可以通过技术手段来改良的,比如大斜度、长裸眼给固井造成的易蹩堵、甚至漏失的问题,可以通过采取技术措施,尽可能的清洁井眼,为固井创造良好的界面胶结条件。

1 埕岛油田大斜度、长裸眼井现况近年来,在埕岛油田老区块部署的丛式开发加密井,很多是由于老井绕障和尽可能地穿越油层,从而在井斜和井深上有更大的延伸,大斜度、长裸眼井的数量明显增多。

比如CB22FC-13、-10井CB6GA-8、-10等几口井,裸眼长度均在2200以上米,稳斜段很长,井斜都在60度以上。

如何在固井前充分循环,使环空携砂干净,是固井面临的主要难题。

井眼保洁问题几乎总是伴随着钻大斜度定向井而来的,钻井过程中如果泥浆中加入高黏携屑剂、高机械钻速、大排量、频繁短程起钻和采用润滑剂这些传统方法,是可以实现钻井过程中得到较洁净的井眼的。

然而在下套管过程中,势必又会造成井底很多沉砂,如何在固井前再还原井眼的清洁程度是必要的,一个干净、畅通的井眼,是固井质量好坏的前提,实验表明,60度的井斜,固井循环时砂子是最难携带的,同时面临“糖葫芦”井眼、井径扩大率偏大等问题。

2 大斜度、长裸眼井固井难度分析①研究表明,在45°以上定向井中,岩屑的沉降和下滑与直井和小斜度井的情况相同,但由于其钻具在井眼的偏心状态,大量岩屑会很快沉向下井壁形成岩屑床。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术【摘要】大斜度定向井钻井技术在石油钻探领域发挥着重要作用。

本文从该技术的基本原理、技术特点、应用领域、优势和发展趋势等方面进行了深入探讨。

通过对技术发展历程和重要性的分析,展示了该技术在油田勘探开发中的关键作用。

未来,大斜度定向井钻井技术有望在提高钻井效率、降低成本和加快勘探开发进程方面取得更大的突破。

该技术的不断发展和应用将对整个石油行业产生积极影响,为能源资源的开发利用做出贡献。

【关键词】大斜度定向井钻井技术、引言、定向井钻井技术、基本原理、技术特点、应用领域、优势、发展趋势、结论、发展前景、重要性总结1. 引言1.1 浅谈大斜度定向井钻井技术的重要性在石油勘探与开发中,大斜度定向井钻井技术扮演着至关重要的角色。

这项技术可以实现井眼的曲线进尺和定向控制,使得开采难度大、地质条件复杂的油气藏能够更加高效地被开发利用。

通过大斜度定向井钻井技术,钻井工程师可以在地下多个方向上进行钻井,实现井眼的角度调整和定向控制,以满足不同地层要求。

大斜度定向井钻井技术还可以降低钻井成本、提高钻井效率、减少井的钻井次数,同时可以减少井底压力损失、提高油气产量。

在一些地质条件恶劣或资源枯竭的区域,大斜度定向井钻井技术更能发挥其优势,帮助提高资源勘探开发的成功率,推动油气产业的发展。

大斜度定向井钻井技术的重要性不言而喻,它不仅可以提高油气勘探开发的效率,降低成本,还可以推动石油行业的发展,为我国的能源安全做出贡献。

我们有必要深入研究和应用大斜度定向井钻井技术,不断完善其理论体系,提高其技术水平,推动我国石油工业的发展。

1.2 定向井钻井技术的发展历程定向井钻井技术作为石油钻采工程中的重要技术之一,经过多年的发展演变,取得了显著成绩。

早在20世纪30年代,人们就开始尝试通过调整井筒方向,实现油气井的方向性钻井。

随着科技的不断进步和石油开发的需求增加,定向井钻井技术逐渐得到了重视和推广。

上世纪50年代,随着石油勘探开发的深入,定向井钻井技术得到了进一步发展。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术大斜度定向井钻井技术是一种钻井技术,通过控制井眼的倾角和方位,使井眼在地层中达到预定的位置和方向。

这项技术被广泛应用于油气田勘探与开发,能够提高油气开采效率,减少地面占地面积和地面产生的环境影响。

本文将对大斜度定向井钻井技术进行浅谈。

一、大斜度定向井钻井技术的发展历程大斜度定向井钻井技术的发展源远流长,在石油工业的发展历史中有着悠久的历史。

最早的大斜度定向井钻井技术可追溯到20世纪初,当时石油工业的发展正处于起步阶段,石油资源的开采主要集中在地表油井和浅层油井。

随着石油资源的不断枯竭和对深层储层的需求,人们开始尝试利用大斜度定向井钻井技术进行钻井。

自20世纪80年代以来,大斜度定向井钻井技术在世界各地得到了广泛的应用,这种技术不仅仅可以提高石油开采的效率,而且可以实现对复杂地质结构下的石油资源进行更为有效地开采。

大斜度定向井钻井技术是通过改变井眼的钻向和倾角,将井眼引入地下目标区段,并准确地打入石油层或气层。

在实际操作中,首先需要进行目标地层的地质分析,确定地层的结构和性质,然后建立相应的井筒设计方案。

在钻井过程中,通过调整井下工具和钻井液的流量和压力,控制井眼的钻向和倾角,使得井眼一步步地向目标层前进,最终准确地击穿目标层。

大斜度定向井钻井技术广泛应用于以下几个方面:1. 提高勘探开发效率。

通过大斜度定向井钻井技术,可以有效利用地层资源,提高勘探开发效率,减少勘探开发周期。

2. 减少地面占地面积。

与传统的直井相比,大斜度定向井的井眼可以在地下穿越更多的地层,从而减少地面占地面积,降低了对土地资源的占用。

3. 减少地面环境影响。

大斜度定向井的井眼远离地面,可以减少对地面环境的影响,避免对生态环境造成破坏。

4. 开发复杂地质结构下的油气资源。

有些地区地质构造复杂,地表条件恶劣,很难进行传统的油气勘探开发,而大斜度定向井钻井技术可以有效地克服这些困难,提高了对这些地区的油气资源的开采效率。

大位移井井眼净化改善途径的现状及展望

大位移井井眼净化改善途径的现状及展望
钻井液 携沙能力强、 井 眼净 化较好。
3 . 6 钻具活动 在泵排量优 选进行的 同时应 配合转 动、 旋转 钻杆、 划眼等钻具 活动, 从而 对尚未被移除 岩屑床 进行破 坏 。 起下钻应保持较 短 的间隔 距离, 通 常每 2 0 0 m距离内应完 成起 下钻一次 。 对于 岩屑床较
回收率 等数 据, 获 得 当前井 眼中岩屑的相关 信息, 从 而通过 对钻 速、 泵
排 量的调 整来加 快 井眼 内岩屑 的移除 。 以上分 析了大位 移井 井 眼净化 按 照井眼净 化的流程 , 总 结如下: 1 ) 根 据地层特点和 施工 1 . 3 : i s ‘ 屑体积 若钻井 时返 出的岩屑与钻 井液混合物 中, 岩屑体 积 的改善 途径 , 所占的百分 比越 大, 说明井眼净化越 好。 工 艺确定钻 井液 ; 2 ) 根据井 段状 况和钻 井设备 设施的 能力确定 井液环 3 ) 通过 计算井眼净 化相关参 数对 钻井液 进行适 当 1 . 4 井眼畅通 程度 在各个井 段的下钻过 程中, 若 下钻遇 阻或下钻 空 返回速度和 流型 ; 调 整。 4 ) 通过钻具活 动配合 井眼净化 ; 5 ) 可使用专用的井下清岩工具移 阻 力忽 然增大, 则说 明存在大 量堆积的岩屑, 井眼净化 差。 除 岩屑床 。 6 ) 通 过建立实 时监测 系统可实现 对钻井 过程 的实时调 节, 2 . 井 眼净 化 的影响 因 素 2 . 1 井斜 井筒的倾斜 角是影 响大位移井井 眼净化的主要 因素 。 井 从而有助于更好 的进行井眼净化 。
大位移井井眼净化改善途径的现状及展望
徐兵 中油辽河油田分公司浅海石油开发公司
【 摘 要l采用大 位 移井技术可以开采各种地形受限的油 气藏, 目 前得
辽宁盘锦

定向井井眼净化技术

定向井井眼净化技术

定向井井眼净化技术定向井施工中,尤其是大难度大位移定向井,常有砂床存在,它的存在极易引起起下钻阻卡、磨阻增大、划眼、电测遇阻等井下复杂情况,甚至卡钻等到事故,钻井液钻进过程中的循环流体,其性能优良与否,对钻井安全十分重要。

为了改善钻井液的携砂性,提高钻井液对“砂床”的清除能力,合理控制钻井液的流变性,并结合“变排量”洗井、短起下、“紊流段塞”洗井技术,较好地解决了“砂床”对安全钻井造成的危害。

一、钻井液的流变性定向井钻井液携砂性能的好坏是衡量钻井液流变性优劣的重要标准。

定性地讲:(1)振动筛筛面返砂与钻井速度相比正常;(2)钻井液各种性能参数稳定;(3)钻井各工况井下正常;(4)地质录井岩屑不混杂,地质分隔清晰。

就认为相应情况下钻井液流变性能对于清洗环空井眼比较合适。

而对应地层位置如发现振动筛返砂明显减少,活动钻具阻卡严重,下钻划眼,转盘扭矩异常大,录井岩样杂乱,下钻到底有大量岩样反出等,就认为钻井液流变参数不利于环空携沙。

中原油田定向井井斜大多在30~40度,据国外资料分析和钻井实践证明,此井斜区间为最困难井段,岩屑运移中“爬坡”过长,极易形成“砂床”,一旦“砂床”形成,对钻井安全、完井作业十分不利。

对一口井来讲,施工中除去钻井液流变性外,其他条件几乎都是不可变因素。

因此,调整钻井液流变性、提高携沙悬浮能力是改善井眼净化效果的重要措施。

1.技术思路钻井液是一种非牛顿的塑性流体,其成分组成决定了它具有粘滞性。

井斜增大后,影响井眼净化效果的主要因素是钻井液上返速度和有效是粘度,视粘度增加,携砂所须的最底环空上返速度就下降,环空岩屑也相应降低。

受水力参数和机泵功率的限制,视粘度也不能过高;同时为防止砂床过快过厚的形成,兼顾井下安全、激动压力的大小,钻井液具有适度的表观粘度、较高的静结构和较低的变性(静结构随时间的变化降低),此体系有利于提高井眼静化效果。

2.技术要求根据室内模拟实验,结合有关资料和现场经验,首先正电胶MMH作为定向井钻井液的流型调节剂。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术大斜度定向井钻井技术是一种应用于石油勘探开发中的新型技术。

随着传统垂直井的利用率下降和石油勘探领域的不断发展,大斜度定向井钻井技术逐渐兴起。

大斜度定向井钻井技术是指在井眼斜度大于60度的条件下进行钻井作业。

相比传统的垂直井,大斜度定向井具有以下优势:大斜度定向井可以更有效地开采油气资源。

由于垂直井只能在垂直平面范围内开采油气,而大斜度定向井可以在不同平面上延伸井底深度,从而能够同时开采多个油气层,提高开采效率。

大斜度定向井可以避免地质障碍。

石油勘探中,地质障碍经常会导致钻井作业的失败或成本的大幅增加。

而大斜度定向井能够在遇到地质障碍时,通过调整井眼的方向和角度,绕过地质障碍,避免了不必要的损失。

大斜度定向井可以增加井筒表面积。

通过增加井筒表面积,可以提高钻井液和井壁的接触面积,从而提高钻井液的冷却和清洗效果,减少井眼塌陷、漏失等问题的发生。

大斜度定向井还可以降低钻井风险。

由于大斜度定向井可以绕过地质障碍,减少了钻井作业的风险,同时也降低了设备损坏的可能性。

大斜度定向井钻井技术也存在一些挑战和难点。

由于井眼角度较大,井内的钻井装备和技术要求相对较高。

大斜度定向井需要更复杂的井控和导向技术,以确保钻井作业的准确性和安全性。

大斜度定向井的施工成本较高,需要投入更多的人力、物力和财力资源。

为了克服这些挑战,需要不断进行技术研发和工程实践。

在大斜度定向井钻井技术方面,需要不断完善井控和导向技术,提高井眼角度控制的精度和稳定性。

还需要研究和开发更适应大斜度定向井的钻井设备和工具,提高钻井作业的效率和质量。

大斜度定向井钻井技术在石油勘探开发中具有广阔的前景和应用价值。

通过进一步研究和推广应用,可以更有效地利用石油资源,提高采收率,实现石油勘探开发的可持续发展。

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术

浅谈大斜度定向井钻井技术1. 引言1.1 背景介绍大斜度定向井钻井技术是一种钻井技术的分支,它在传统直井钻井技术的基础上,实现了井眼角度大于60度的定向井钻井。

随着油气开采领域对于高效、低成本、高产量的需求不断增加,大斜度定向井钻井技术逐渐成为了一个备受关注的技术。

传统的直井钻井在开采效率和生产量上存在一定的局限性,而大斜度定向井钻井技术的出现,为解决这一问题提供了新思路。

大斜度定向井钻井技术的引入,使得油气开采可以更加精准和高效地进行,在现有井场条件下,可以实现更高的产量和更低的成本。

随着技术的不断发展和完善,大斜度定向井钻井技术的应用范围也在不断扩大,涵盖了陆上和海上等多种复杂环境。

在这样的背景下,针对大斜度定向井钻井技术的研究和探索显得尤为重要。

通过深入了解其原理和优势,探讨其应用领域和发展趋势,可以为油气开采领域提供更多的选择和创新思路,推动整个行业朝着更加高效、可持续的方向发展。

1.2 问题意义问题意义的关键在于,传统的钻井技术在面对特定复杂地质条件下往往难以胜任,例如地质构造复杂、地层变化明显的区域,传统平直井无法满足对井眼轨迹的要求。

而大斜度定向井钻井技术则可以有效解决这些问题,能够实现地下水平井眼轨迹的控制,适应不同地质条件下的钻井要求,提高钻井的成功率和效率。

研究大斜度定向井钻井技术的问题意义在于推动钻井技术的发展,提升油气勘探开发的效率和效益,对油田产能提升和能源安全具有积极的意义。

1.3 研究目的研究目的是对大斜度定向井钻井技术进行深入探讨,探索其在石油勘探开发领域的应用前景。

通过研究,可以更好地了解该技术的原理和优势,探讨其在实际应用中存在的问题及解决建议。

通过对大斜度定向井钻井技术的应用领域和发展趋势进行分析,可以为相关领域的工程技术人员提供参考,推动该技术的进一步发展和应用。

研究目的还在于总结和展望大斜度定向井钻井技术的发展历程,为未来的研究工作和技术创新提供借鉴,促进我国石油勘探开发领域的发展和进步。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术
临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术主要涉及到井下钻井液的配方与使用技术、井下操作技术以及井下环境监测等方面。

在油田中,大斜度及复杂定向井是一种常见的井型,在井下工作环境复杂,井轨限制严格,所以需要特殊的工艺技术来保证钻井顺利进行。

井下钻井液的配方与使用技术是钻井液工艺技术的基础。

在大斜度及复杂定向井中,需要使用钻井液来冷却钻头、清除井底碎屑、平衡井底压力等。

井下钻井液的配方需要根据井井壁特征、钻头磨损情况、井底温度等因素来确定,同时还需要考虑到钻井环境对钻井液的影响。

钻井液使用技术也很重要,包括钻井液的循环方式、循环速度、气体影响的处理等方面。

井下操作技术是钻井液工艺技术的核心内容。

在大斜度及复杂定向井中,作业空间有限,井下操作人员需要特别注意操作的规范性和安全性。

操作人员需要熟悉井下设备的使用方法,掌握好操作顺序和时机,及时发现和解决井下问题,并能快速应对不同情况下的应急措施。

井下环境监测也是钻井液工艺技术的重要内容。

在大斜度及复杂定向井中,井下环境的变化较大,因此需要实时监测井下环境的变化情况,及时掌握井底温度、井下压力、钻井液性质等信息。

只有通过及时监测,才能及时调整钻井液成分,确保钻井过程的顺利进行。

大斜度大位移定向井井眼净化技术

大斜度大位移定向井井眼净化技术

大斜度大位移定向井井眼净化技术作者:牛乐祥马凡刚来源:《中国石油和化工标准与质量》2013年第01期【摘要】在大斜度大位移定向井中,岩屑在井眼中极易积累形成岩屑床,导致起钻困难、蹩泵、甚至卡钻,完井作业难度大、固井质量差。

本文分析了岩屑床的形成及危害,总结了影响井眼净化效果的因素,提出了提高井眼净化效果的几项途径。

在施工的多口大斜度、大位移定向井中应用效果良好,为施工该类型定向井提供了一定的技术支持。

【关键词】大斜度大位移定向井井眼净化岩屑床钻井液随着油田勘探开发的不断深入,大斜度大位移定向井不断增多,这类井岩屑在环空中的下滑速度随着井斜角的增大而增加,岩屑携带困难,不断沉积到环空的底边形成岩屑床,极易造成卡钻、电测遇阻、固井质量不合格等问题。

能否及时有效的清除岩屑是实现优快钻井的关键。

1 现场施工中影响井眼净化效果的因素1.1 井斜角除近乎直井外,不管使用何种钻井液,都与岩屑床的形成存在问题[1],井斜提供了其形成的条件,其厚度取决于井斜角的大小。

用清水或具有流变性的流体作钻井液,环空岩屑的总浓度、临界流速(可拖带走岩屑的最低速度)均随井斜角的增大而增大,净化效果则随井斜角的增大而降低。

1.2 环空返速环空返速是影响岩屑床的主要可控因素。

在任何井斜角度下,无论层流还是紊流,提高环空返速均会改变井眼净化效果。

岩屑床的厚度随着环空返速的增加而减小,当返速足够大时,岩屑床就会被破坏,井眼净化效果较好。

有专家指出,井斜角从0°增到45°时,确保岩屑有效上返的临界返速增加很快,且是直井的1~2倍[2]。

井斜角越大临界返速越大。

对大斜度大位移井,环空返速存在一个最佳范围。

提高返速无疑对净化井眼有利,但又存在压耗增加,钻井泵能力有限,冲刷井壁等原因造成井壁失稳、井径扩大等负面影响。

返速过低,井眼净化效果不好,造成井下摩阻过大,而且极易引起卡钻等井下复杂情况的发生。

1.3 钻井液流态有关研究证明,井斜角在0°~45°的井段,层流比紊流携岩效果好;井斜角在45°~55°的井段层流和紊流没有明显的区别;55°~90°的井段紊流比层流净化效果好。

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术

临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术随着石油开采技术的不断发展和进步,临盘油田的开发面临着越来越严峻的挑战。

大斜度井和复杂定向井的钻井液工艺技术成为了当前研究的热点之一。

大斜度井和复杂定向井的钻井液工艺技术不仅关系到井下作业的安全和可靠性,更关系到钻井效率和成本控制。

对于临盘油田大斜度及复杂定向井钻井液工艺技术的研究和应用具有重要的意义。

一、大斜度井和复杂定向井的特点1. 大斜度井大斜度井是指井斜度大于60度的井,通常用于钻探特定目的层位,如开采低渗透油气藏、注水井等。

大斜度井的钻井过程更加复杂,井下环境更加恶劣,面临的挑战更多。

大斜度井井眼容易发生塌陷,需要使用合适的钻井液维持井眼稳定。

大斜度井的钻井液需要具有较高的扩散性和抗塌陷性,以保证井下设备的安全运行。

2. 复杂定向井复杂定向井是指井身具有多段弯曲的井,用于钻探多目的层位或在有限的地质空间内配置多口井。

复杂定向井的钻井液工艺技术需要克服多种地质构造和复杂井身的影响,确保井下设备的安全运行并提高钻井效率。

复杂定向井往往需要应对不同地层条件和井段弯曲度有所不同的情况,对钻井液的设计提出了更高的要求。

1. 适应多种井段构造大斜度井和复杂定向井的钻井液需要适应不同井段的构造,包括高斜率段、水平段、大斜角段等。

钻井液的设计需要考虑到不同地质构造对钻井液性能的要求,以保证在不同井段的施工中获得最佳效果。

2. 提高扩散性和抗塌陷性针对大斜度井的钻井液需要具有较高的扩散性和抗塌陷性,以防止井眼塌陷和井下设备受损。

而对于复杂定向井来说,需根据井段弯曲程度的不同、地层条件的差异等因素,设计具有充分扩散性和抗塌陷性的钻井液。

3. 控制井眼稳定钻井过程中,井眼的稳定性直接关系到井下设备的安全运行。

对于大斜度井和复杂定向井来说,控制井眼稳定是非常关键的。

钻井液需要具有一定的黏度和粘结力,以维持井眼的稳定。

4. 提高清洁能力由于大斜度井和复杂定向井的复杂性,井下作业更容易发生井眼堵塞等问题。

大斜度、水平井井筒清洗技术探讨

大斜度、水平井井筒清洗技术探讨

大斜度、水平井井筒清洗技术探讨大斜度井、水平井和一般直井一样,在试油工艺及开发中,井下不可避免会出现出砂问题,为此就必须采取井筒清洗技术,才能恢复井下正常。

作业现场常用的清砂工艺主要有水力冲砂和机械捞砂两种方式。

水力冲砂工艺适用于能建立循环的井,清洁效果好,应用比较普遍。

机械捞砂工艺不但适宜于能建立循环的井,也可用于严重漏失的井(负压井),它是利用抽吸的原理,因此也叫负压捞砂,但效率要小于水力冲砂,因此它主要用在漏失井较多。

本文针对大斜度井、水平井的清洁工艺存在技术难题作针对性的研究。

第一节水力冲砂工艺的研究水平井清洗技术难点主要有两个方面:一是清洗不彻底、二是极容易卡钻。

由于井筒斜度大,沉砂在运动过程中的垂直下落距离短,在重力作用下一旦上返速度达不到要求或循环不充分,很快就紧贴套管壁堆积,形成很长一段砂床。

如果沉砂堆积过多,则发生砂埋卡钻或粘附卡钻。

因此这决定了大斜度井、水平井的井筒清洗技术与直井有所区别,必须采取合理的冲砂方式,才能达到高效、安全的冲砂目的。

一、水平井冲砂的水力学分析(一)水平井井筒内固—液两相流流动规律的分析为了更加直观地了解水平井井筒清洁技术,为现场施工提供可靠的参考依据,有必要在携砂液、固体颗粒在水平段的运动方式和沉降规律等方面进行理论分析和试验。

水平井与直井的区别在水平井段,图1 是水平井冲砂时砂粒在水平段运移示意图。

水平井冲砂时,在水平段冲砂液上返流动方向与砂粒自由沉降方向不在一条线上,砂粒沉降方向始终指向套管内壁底侧,与冲砂液流动方向成近乎90°的夹角,也就是说,如果冲砂液粘度太低,对砂粒没有足够的悬浮能力,井底图1 直井、水平井冲砂过程砂粒运移示意图被冲起的砂粒在运移很短距离后便再次沉积形成砂丘(或砂床) ,很容易出现砂堵或砂卡管柱现象。

图 2 为低粘度冲砂液、反循环冲砂时水平井段油管内砂粒沉降分布示意图。

图2 反循环冲砂水平段油管内砂粒分布图从上面分析可以看出,水平井实施冲砂作业,冲砂液排量大小已不是决定冲砂效果的主要因素。

冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术

冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术

冀东油田大斜度大位移井井眼清洁技术徐小峰;孙宁;孟英峰;宋巍;魏纳【期刊名称】《西南石油大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(039)001【摘要】随着冀东油田勘探开发的持续深入,大斜度大位移井比例逐年增加,钻井过程中井眼清洁问题凸现.针对大斜度大位移井的特点,通过室内模拟实验及岩屑颗粒的受力特征探讨了岩屑床成因及岩屑运移规律.并基于水力学计算模型优化设计水力参数,应用CFD仿真模拟岩屑床清除钻杆周围流体的流动特性,评价优选钻井液材料维护钻井液性能,同时采取井眼清洁实时监测、高效携岩剂等工艺,从设计到施工全面提高井眼净化水平,形成了一套改善大斜度大位移井井眼流动条件的配套技术措施,为大位移井的安全施工提供了技术支持.现场应用结果表明,后续施工的大斜度大位移井极少发生井眼清洁不好导致的憋钻卡钻等复杂情况.【总页数】7页(P148-154)【作者】徐小峰;孙宁;孟英峰;宋巍;魏纳【作者单位】“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;中国石油冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山063200;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500;中国石油冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山063200;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TE21;TE243【相关文献】1.冀东油田大斜度大位移井岩屑床的解决方法 [J], 郭梁栋2.大位移井井眼清洁技术研究与实践——以胜利油田庄129-1HF井为例 [J], 冯光通;胥豪;唐洪林;杨春旭3.冀东油田深层大斜度井井眼轨迹控制技术研究与应用 [J], 马海云;张军锋;贺铁柱;郭华;郝文龙;戴南燕4.大位移井井眼清洁监测技术在大港油田的应用 [J], 汪志明;翟羽佳;高清春5.涠洲油田大位移井井眼清洁技术及应用 [J], 赵宝祥; 陈江华; 李炎军; 陈浩东; 王成龙因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

大斜度井井眼净化技术研究

大斜度井井眼净化技术研究

大斜度井井眼净化技术研究【摘要】随着钻井中井斜角的增大,如水平井和大位移井钻井作业,钻井中产生的岩屑由于井斜大原因导致运移困难,由此产生的系列问题会影响钻井或完井的正常作业。

通过对井下影响岩屑携带因素的分析,阐述了常用井眼净化技术,并指出了一种有效的井眼净化技术,为提高大斜度井机械钻速、降低钻井风险提供了保障。

【关键词】钻井大斜度岩屑床井眼净化摩阻由于目前钻井技术的发展,大斜度井诸如水平井、侧钻水平井、大位移井越来越普及,但伴随着井眼井斜的增大,钻井产生的岩屑携带出地面也随之困难,由于井下岩屑的不能及时清除,在钻井作业中,遇阻划眼、卡钻现象时有发生,制约着该类井的钻井周期和施工质量,为此解决大斜度井的岩屑携带问题是一个重要的技术。

1 大斜度井岩屑形成原因正常钻井施工中,钻头破碎的地层岩屑需要及时连续地被钻井液携带出地面,可随着井斜角的增大,井下钻具由于重力原因靠向井眼的下壁,这会导致钻具与井眼之间形成偏心环空,使岩屑的沉降、运移发生了变化,岩屑出现向井壁径向沉降的趋势,且使钻井液在环空的流速呈不均匀流动,导致岩屑不容易被携带出地面。

而岩屑一旦在井下堆集,会增大钻具与井眼的摩阻,增加钻具的遇阻和卡钻几率,从而影响钻完井的顺利施工。

研究表明:井下井斜角大于45°的井段,岩屑携带出地面就存在难度,容易发生井下复杂事故。

2 影响井眼净化主要因素分析影响大斜度井岩屑净化的因素有很多,有井眼自身状况因素,也有技术和操作因素等,但主要因素可分析为以下几个方面:2.1 井眼状况的影响在钻井中井眼状况中,井斜角是影响钻井液携岩效果的主要因素之一,这主要是由于井斜大的条件下偏心环空的形成,同时岩屑在重力作用下也趋向向下井壁沉降。

井斜为岩屑床的形成提供了条件,形成的岩屑床厚度取决于井斜角的大小,环空岩屑总浓度、临界流速(可携带岩屑的最低流速)均随井斜角的增大而增大,钻井液携岩效果则随井斜角增加而降低。

除井斜因素导致岩屑携带困难外,也与井眼轨迹的规则情况有关,井径不规则也不利于携带岩屑,尤其是所谓的“大肚子”井眼,同时所钻井眼的类型及位移的大小也与井下净化效果有关。

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大斜度大位移定向井井眼净化技术
【摘要】在大斜度大位移定向井中,岩屑在井眼中极易积累形成岩屑床,导致起钻困难、蹩泵、甚至卡钻,完井作业难度大、固井质量差。

本文分析了岩屑床的形成及危害,总结了影响井眼净化效果的因素,提出了提高井眼净化效果的几项途径。

在施工的多口大斜度、大位移定向井中应用效果良好,为施工该类型定向井提供了一定的技术支持。

【关键词】大斜度大位移定向井井眼净化岩屑床钻井液
随着油田勘探开发的不断深入,大斜度大位移定向井不断增多,这类井岩屑在环空中的下滑速度随着井斜角的增大而增加,岩屑携带困难,不断沉积到环空的底边形成岩屑床,极易造成卡钻、电测遇阻、固井质量不合格等问题。

能否及时有效的清除岩屑是实现优快钻井的关键。

1 现场施工中影响井眼净化效果的因素
1.1 井斜角
除近乎直井外,不管使用何种钻井液,都与岩屑床的形成存在问题[1],井斜提供了其形成的条件,其厚度取决于井斜角的大小。

用清水或具有流变性的流体作钻井液,环空岩屑的总浓度、临界流速(可拖带走岩屑的最低速度)均随井斜角的增大而增大,净化效果则随井斜角的增大而降低。

1.2 环空返速
环空返速是影响岩屑床的主要可控因素。

在任何井斜角度下,无
论层流还是紊流,提高环空返速均会改变井眼净化效果。

岩屑床的厚度随着环空返速的增加而减小,当返速足够大时,岩屑床就会被破坏,井眼净化效果较好。

有专家指出,井斜角从0°增到45°时,确保岩屑有效上返的临界返速增加很快,且是直井的1~2倍[2]。

井斜角越大临界返速越大。

对大斜度大位移井,环空返速存在一个最佳范围。

提高返速无疑对净化井眼有利,但又存在压耗增加,钻井泵能力有限,冲刷井壁等原因造成井壁失稳、井径扩大等负面影响。

返速过低,井眼净化效果不好,造成井下摩阻过大,而且极易引起卡钻等井下复杂情况的发生。

1.3 钻井液流态
有关研究证明,井斜角在0°~45°的井段,层流比紊流携岩效果好;井斜角在45°~55°的井段层流和紊流没有明显的区别;55°~90°的井段紊流比层流净化效果好。

当钻井液流态由层流到紊流过渡时,岩屑床面积急剧下降,紊流比层流携岩效果好。

钻井液以紊流流动时,岩屑不存在转动和滑落现象,几乎全被带到地面。

1.4 钻具的转动
钻具的转动有利于岩屑的清除,对一般钻井液,如果把转速提高到100~120r/min,岩屑的清除效果就会大幅提高,而当提高到150~180r/min,岩屑的清除效果更加明显。

这是因为旋转的钻具一是通过旋转增加环空钻井液的紊流度,使处于岩屑床上的岩屑充分被搅动起来,把更多的岩屑带进环空高速区,增大单位时间内岩
屑运移距离,从而降低环空岩屑浓度。

二是大块岩屑能被钻具挤压成细小颗粒,有利于岩屑的携带。

理想情况是在钻进过程中钻具始终旋转,这样就可以把岩屑甩向井眼高边,从而使岩屑进入高速流动的钻井液中。

但大斜度定向井钻井施工中所用的定向工具把转速限定在了60~80r/min之内,由于这些工具在高速旋转时会功能失常,所以在现场施工中利用高转速实现井眼净化的做法较难实现。

1.5 钻具的偏心度
当井斜角较小时,岩屑在在整个环空内的分布比较均匀,几乎不存在岩屑沉积于某一侧的问题,随着井斜角的增大,钻具偏心度增大,岩屑床厚度随偏心度增大而增厚。

井斜角大于30°后,岩屑床厚度增加速度大于井斜角的增加速度。

2 提高大斜度井段井眼净化效果的途径
(1)优化钻具组合、简化钻具结构。

此办法能够有效的防止沉砂卡钻、粘卡等井下复杂情况的发生,在满足钻井工艺的条件下,钻具越简单越好,一般不易连接过多的钻铤,可以用加重钻杆代替,同时不能为提高返速而过多的连接大尺寸的钻具,此举措能够在一定程度上减小钻具的偏心度。

钻井时使用pdc钻头,以便使岩屑体积尽可能的减小。

有利于提高钻井液的携砂效果及机械钻速。

(2)合适时机适当增大钻井泵排量配合钻具转动、上下活动,增大环空钻井液的非层流程度,部分破坏岩屑床,降低岩屑环空浓度,提高钻井液的携岩效果。

对于大斜度井段,岩屑床相对比较严重的井段,短程起下钻不明显的井段,可采用划眼的办法清除岩屑
床,划眼可以有效拉刮修复井壁,使粘在泥饼上的岩屑脱落,清除岩屑床,改善井眼状况。

(3)控制好排量及环空返速。

在钻井过程中,排量过大、返速较高,会严重冲蚀井壁,造成上部松软地层井径扩大或垮塌掉块,因此要控制好钻井泵排量和环空返速。

对于∮241.3mm井眼,在大斜度井段钻井泵的排量一般为34~37l/s,环空返速为1.03 ~
1.12m/s。

(4)在大斜度定向井施工中,提高、控制动塑比可有效的解决岩屑的翻转问题,使钻井液在环空中形成平板型层流以提高钻井液的悬浮能力和清洗岩屑效果,有效控制岩屑床的形成。

现场施工中一般采用高动切力、高动塑比的钻井液和完井液。

此外,还要严格控制初切和终切力差值,避免因钻井液触变性过大而带来的各种不利影响,以及起下钻过程中产生过高的抽吸和激动压力。

3 现场应用效果
在现场钻井生产中,优化钻具组合、提高钻井液排量、改善钻井液性能和机械清除岩屑相结合的办法在cb20ca井组应用中取得了较好的效果。

该井组共设计15口井,其中井斜超过50度的井有5口,超过45度的井有4口。

以cb20ca-9井为例,该井钻具组合为:∮241.3mm钻头+∮197mm螺杆钻具+∮177.8m m无磁钻铤×1根
+mwd+∮127mm加重钻杆×28根+∮127mm钻杆,二开使用∮
241.3mmpdc钻头钻至井深521m开始造斜,钻至1021m井斜已达59.7°,造斜结束,稳斜钻进至井底2210米,排量34~36l/s,泵
压16.5~17.0mpa,采用天然高分子非渗透钻井液,井斜达30°后每柱采用划眼办法清除岩屑,直至井底,起钻前调整好泥浆性能,充分循环,井眼内岩屑得到了有效清除,保证了井眼畅通。

该井完钻后,常规电测等完井作业一次成功。

4 结论与认识
(1)优化钻具组合,采用旋转钻具,大斜度井段坚持划眼等办法能够减轻钻具在井眼内的偏心度,增大钻井液环空的非层流程度,有利于岩屑的清除,减少岩屑在井壁底边堆积的数量或厚度。

(2)合理的选择钻井液流型、合理的环空返速、钻井液的粘度、动切力、动塑比、触变性等可改变和增强钻井液的携砂能力。

(3)保证井壁稳定、井径规则以及井眼轨迹平滑和在钻井液中加入塑料小球有助于井眼润滑,提高完井速度,缩短建井周期。

参考文献
[1] 徐同台,洪培云,潘世奎.水平井钻井液与完井液.北京:石油工业出版社,1999.
[2] 陈乐亮.水平井的井眼净化问题.钻井液与完井液,1992,9(3):1-10。

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