沈 林(大慶鉆探鉆井四公司,吉林 松原 138000)
鉆井液對(duì)鉆井速度的影響分析
沈林
(大慶鉆探鉆井四公司,吉林松原138000)
摘要:鉆井液是鉆井過(guò)程中,使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。鉆井液在鉆井過(guò)程中有重要作用,又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無(wú)粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是最先使用的鉆井液,不需處理,使用方便,適用于巖層完整和水源充足的地區(qū)。泥漿是目前被廣泛使用的鉆井液,主要適用于松散、裂隙發(fā)育、易坍塌掉塊、遇水膨脹剝落等孔壁不穩(wěn)定巖層。鉆井液是用于鉆井的液體,在鉆井過(guò)程具有清洗井底,攜帶懸浮塵屑,保持井眼清潔。同時(shí),它還可以傳遞水功率,用來(lái)幫助鉆頭擊破巖石。其次,它還可以平衡地層壓力,防止井塌,井漏等。以及冷卻鉆頭,鉆具等。鉆井液在鉆井過(guò)程中有著獨(dú)特的地位和作用,鉆井液的類型和性能等是直接影響鉆井速度的重要因素,了解掌握鉆井液對(duì)鉆井效率的影響具有很好的指導(dǎo)作用。以下是一些鉆井液在鉆井過(guò)程中的影響因素。
關(guān)鍵詞:鉆進(jìn)效率;鉆井液;影響因素
1單位體積鉆井液的質(zhì)量稱為鉆井液的密度,單位用g/cm3表示?,F(xiàn)場(chǎng)一般用密度計(jì)測(cè)定鉆井液的密度。在鉆井過(guò)程中通過(guò)鉆井液柱對(duì)井底和井壁產(chǎn)生的壓力,用來(lái)平衡地層測(cè)壓力,以及油和氣的壓力,防止井噴,井漏等。同時(shí)也防止高壓油氣水進(jìn)入鉆井液,避免破壞鉆井液的性能以引起復(fù)雜情況。實(shí)際工作中,因選擇適當(dāng)密度的鉆井液,若鉆井液密度過(guò)低,則不能穩(wěn)定井壁,甚至引起一些事故等。若鉆井液密度過(guò)高,容易損害油氣層。同時(shí),鉆井液對(duì)鉆速有很大的影響,如果密度大,則鉆井液液柱壓力也大,鉆速也隨之變慢。造成的重復(fù)破碎,降低了鉆頭的效率。通常,我們一般使用低密度鉆井液。
2鉆井液在靜止的條件下形成的凝膠結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度稱為切力。單位用mg/cm3表示。由于鉆井中粘土顆粒的形狀很不規(guī)則,顆粒物質(zhì)容易粘連,形成絮凝網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),如果鉆井液流動(dòng),就必須在一定程度上破壞這種結(jié)構(gòu),切力就是這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反映。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越大,切力越大,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度越小,切度越小。鉆井液的切力隨攪拌后的靜置時(shí)間長(zhǎng)短而改變,時(shí)間越長(zhǎng),切力越大,時(shí)間越短,切力越小。在鉆井液停止循環(huán)時(shí),切力能較快的增大。當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)固定的數(shù)值時(shí),既有利于鉆屑的懸浮,又不至于開(kāi)泵后壓力過(guò)高。如果切力過(guò)高,可導(dǎo)致流動(dòng)阻力增大,下鉆后開(kāi)泵困難,或者沉沙困難,影響凈化,甚至造成井噴,黏附卡鉆,降低鉆速等結(jié)果。
3鉆井液的pH即鉆井液的酸堿度,當(dāng)pH小于7時(shí)為酸性,大于7時(shí)為堿性,等于7時(shí)為中性。通常用比色法測(cè)定鉆井液的pH。
鉆井液的pH對(duì)鉆井有很大的影響,鉆井液中粘土顆粒在堿性介質(zhì)中,因負(fù)電荷較多,較穩(wěn)定。其次,有很多有機(jī)處理劑,如丹寧等,必須在堿性條件下發(fā)揮作用。故一般鉆井液pH保持在8以上。但是如果pH高氫氧根離子在粘土表面的吸附會(huì)促使土水化膨脹,易坍塌。pH控制在合理的范圍內(nèi)可以大大提高鉆井的效率。
同時(shí),鉆井液在鉆井過(guò)程中會(huì)對(duì)油氣層產(chǎn)生造成巨大的損害。
1鉆井液固相的損害。鉆井液中的懸浮物質(zhì)都可能對(duì)儲(chǔ)層造成損害。
2鉆井液濾液的損害。鉆井液是最先接觸油氣層的物質(zhì)。在一定壓力差下,鉆井液濾液會(huì)進(jìn)入地層,如果鉆井液的進(jìn)入量過(guò)大,會(huì)攜帶大量的固體顆粒進(jìn)入,形成阻塞,而造成損害。
1酸敏性損害。指巖石與酸液接觸后,發(fā)生有害反應(yīng),生成沉淀,引起油層滲透率降低的現(xiàn)象。
2微粒運(yùn)移損害。顆粒脫落隨流體發(fā)生移動(dòng),在通道中形成堵塞。
3水鎖損害。水鎖損害一般指有雨水進(jìn)入后引起的液體損壞。由于外來(lái)液體的進(jìn)入,改變了油水分布。液珠在流動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生阻礙流動(dòng)的過(guò)程中將產(chǎn)生阻礙流動(dòng)的毛細(xì)血管效應(yīng)。
4濕潤(rùn)性改變損害。由于巖石吸附化學(xué)劑改變巖石表面濕潤(rùn)性而造成油層滲透率下降的損害。
5出砂損害。當(dāng)油層巖石屬于弱膠結(jié)或未交結(jié)型時(shí),巖石結(jié)構(gòu)易遭到破壞,發(fā)生解體,形成松散的沙粒或微粒物質(zhì)。
面對(duì)鉆井液性質(zhì)等改變?cè)斐傻膿p害以及后果,為了確保鉆井的高效,我們應(yīng)采取相應(yīng)的措施。首先,領(lǐng)導(dǎo)要引起高度的重視。從工作實(shí)際出發(fā),領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)重視安全,要講科學(xué),講技術(shù)。領(lǐng)導(dǎo)既要重視經(jīng)濟(jì)效益,又要重視社會(huì)效益。同時(shí),要對(duì)操作人員加強(qiáng)思想教育,提高工作效率。第二,不斷加強(qiáng)對(duì)鉆井工人的技能培訓(xùn)。采取以師帶徒的方法,以經(jīng)驗(yàn)豐富的老師帶動(dòng)徒弟的積極性。第三,進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。組織職工到先進(jìn)的工廠進(jìn)行參觀和學(xué)習(xí)從而減少工作的失誤,提高工作效率。最后,例舉典型的實(shí)例對(duì)職工進(jìn)行教育。
參考文獻(xiàn)
[1]孫樹(shù)強(qiáng).井下作業(yè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.
[2]鉆井泥漿工[M].職業(yè)技能培訓(xùn)教程與堅(jiān)定習(xí)題集.北京:中國(guó)石油大學(xué)出版社,2004.
[3]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)石油大學(xué)出版社,2006.
[4]鉆井液排量?jī)?yōu)先及其應(yīng)用[J].西部探礦工程,2009(B03).
[5]高溫高壓超深井鉆井液密度設(shè)計(jì)方法探討[J].鉆采工藝,2009:32(02).
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