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打井知識
打井鉆井液(Dri1 lingFluids)是指油氣鉆井過程中以其多種功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱。鉆井液又稱做鉆井泥漿(DrillingMuds),或簡稱為泥漿Muds)。鉆井液的循環是通過泥漿泵來維持的。從泥漿泵排出的高壓鉆井液經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鉆桿、鉆桿、鉆鋌到鉆頭,從鉆頭噴嘴噴岀,以清洗井底并攜帶巖屑。然后再沿鉆柱與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動,在到達地面后經排出管線流人泥漿池,再經各種固控設備進行處理后返回上水池,**進入泥漿泵循環再用。鉆井液流經的各種管件、設備構成了一整套鉆井液循環系統。
鉆井液工藝技術是油氣鉆井工程的重要組成部分。隨著鉆井難度的逐漸增大,該項技術在保障安全、快速鉆井中起著越來越重要的作用。鉆井液基本的功用有以下幾點
1.攜帶和懸浮巖屑
鉆井液首要和基本的功用,就是通過其本身的循環,將井底被鉆頭破碎的巖屑攜至地面,以保持井眼清潔,使起下鉆暢通無阻,并使得鉆頭在井底始終接觸和破碎新地層,不造成重復切削,保持安全快速鉆進。在接單根、起下鉆或因故停止循環時,鉆井液又將井內的鉆屑懸浮在鉆井液中,使鉆屑不會很快下沉,防止沉砂卡鉆等情況的發生
2.穩定井壁和平衡地層壓力
井壁穩定、井眼規則是實現安全、快速鉆井的基本條件。性能良好的鉆井液應能借助于液相的濾失作用,在井壁上形成一層薄而韌的泥餅,以穩固已鉆開的地層并阻止液相侵人地層,誠弱泥頁巖水化膨脹和分散的程度。與此同時在鉆進過程中需通過不斷調節鉆井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力,從而防止井塌和井噴等井下復雜情況的發生。
3.冷卻和潤滑鉆頭、鉆具
在鉆進中鉆頭一直在高溫下旋轉并破碎巖層,產生很多熱量,同時鉆具也不斷地與井壁摩擦而產生熱量。正是通過鉆井液不斷地循環作用,將這些熱量及的吸收,然后帶到地面釋放到大氣中,從而起到了冷卻鉆頭、鉆具,延長其使用壽命的作用。由于鉆井液的存在,使鉆頭和鉆具均在液體內旋轉,因此在很大程度上降低了摩擦阻力,起到了很好的潤滑作用。
4.傳遞水動力
鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的流速沖擊井底,從而提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井正是利用了這一原理,即采用高泵壓鉆進,使鉆井液所形成的高速射流對井底產生強大的沖擊力,從而顯著地提高了鉆速。在使用渦輪鉆具鉆進時,鉆井液由鉆桿內以較高流速流經渦輪葉片,使渦輪旋轉并帶動鉆頭破碎巖石
但是,鉆井實踐表明,作為一種的鉆井液,僅做到以上幾點是不夠的。為了防止和盡可能減少對油氣層的損害,現代鉆井技術還要求鉆井液必須與所鉆遇的油氣層相配伍,滿足保護油氣層的要求;為了滿足地質上的要求,所使用的鉆井液必須有利于地層測試,不影響對地層的評價;此外,鉆井液還應對鉆井人員及環境不發生傷害和污染,對井下工具及地面裝備不腐蝕或盡可能減輕腐蝕。
一般情況下,鉆井液成本只占鉆井總成本的7%~10%,然而先進的鉆井液技術往往可以成倍地節約鉆時,從而大幅度地降低鉆井成本,帶來十分可觀的經濟效益。
鉆井液工藝技術是油氣鉆井工程的重要組成部分。隨著鉆井難度的逐漸增大,該項技術在保障安全、快速鉆井中起著越來越重要的作用。鉆井液基本的功用有以下幾點
1.攜帶和懸浮巖屑
鉆井液首要和基本的功用,就是通過其本身的循環,將井底被鉆頭破碎的巖屑攜至地面,以保持井眼清潔,使起下鉆暢通無阻,并使得鉆頭在井底始終接觸和破碎新地層,不造成重復切削,保持安全快速鉆進。在接單根、起下鉆或因故停止循環時,鉆井液又將井內的鉆屑懸浮在鉆井液中,使鉆屑不會很快下沉,防止沉砂卡鉆等情況的發生
2.穩定井壁和平衡地層壓力
井壁穩定、井眼規則是實現安全、快速鉆井的基本條件。性能良好的鉆井液應能借助于液相的濾失作用,在井壁上形成一層薄而韌的泥餅,以穩固已鉆開的地層并阻止液相侵人地層,誠弱泥頁巖水化膨脹和分散的程度。與此同時在鉆進過程中需通過不斷調節鉆井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力,從而防止井塌和井噴等井下復雜情況的發生。
3.冷卻和潤滑鉆頭、鉆具
在鉆進中鉆頭一直在高溫下旋轉并破碎巖層,產生很多熱量,同時鉆具也不斷地與井壁摩擦而產生熱量。正是通過鉆井液不斷地循環作用,將這些熱量及的吸收,然后帶到地面釋放到大氣中,從而起到了冷卻鉆頭、鉆具,延長其使用壽命的作用。由于鉆井液的存在,使鉆頭和鉆具均在液體內旋轉,因此在很大程度上降低了摩擦阻力,起到了很好的潤滑作用。
4.傳遞水動力
鉆井液在鉆頭噴嘴處以極高的流速沖擊井底,從而提高了鉆井速度和破巖效率。高壓噴射鉆井正是利用了這一原理,即采用高泵壓鉆進,使鉆井液所形成的高速射流對井底產生強大的沖擊力,從而顯著地提高了鉆速。在使用渦輪鉆具鉆進時,鉆井液由鉆桿內以較高流速流經渦輪葉片,使渦輪旋轉并帶動鉆頭破碎巖石
但是,鉆井實踐表明,作為一種的鉆井液,僅做到以上幾點是不夠的。為了防止和盡可能減少對油氣層的損害,現代鉆井技術還要求鉆井液必須與所鉆遇的油氣層相配伍,滿足保護油氣層的要求;為了滿足地質上的要求,所使用的鉆井液必須有利于地層測試,不影響對地層的評價;此外,鉆井液還應對鉆井人員及環境不發生傷害和污染,對井下工具及地面裝備不腐蝕或盡可能減輕腐蝕。
一般情況下,鉆井液成本只占鉆井總成本的7%~10%,然而先進的鉆井液技術往往可以成倍地節約鉆時,從而大幅度地降低鉆井成本,帶來十分可觀的經濟效益。
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