井眼凈化技術(shù)

井眼凈化技術(shù)井眼凈化是鉆井過程中一項(xiàng)非常重要的技術(shù)，井眼凈化不好會(huì)造成鉆井液有害固相增高，導(dǎo)致機(jī)械鉆速下降，扭矩增大，鉆屑粘附在井壁上，形成虛泥餅，造成摩阻增大，起下鉆不順利，電測、下套管作業(yè)困難，甚至?xí)?dǎo)致沉砂、壓差卡鉆等井下事故，直接威脅井下安全。中原石油勘探局鉆井公司1、井斜角隨著井斜角增大，井眼凈化難度越來越大，在井斜角超過30°的井段及水平井段表現(xiàn)得尤其明顯。井斜角＞３０°時(shí)，易形成巖屑床，停止循環(huán)時(shí)，巖屑床在重力的作用下有可能停留在井壁下側(cè)或下滑到井底。當(dāng)井斜角＞60°時(shí)，巖屑沉淀并聚集在井眼底側(cè)，鉆井液停止循環(huán)時(shí)，巖屑床也不再向下滑動(dòng)。一、影響井眼凈化的因素中原石油勘探局鉆井公司2、排量與環(huán)空返速排量與環(huán)空返速的大小直接影響環(huán)空巖屑的運(yùn)移方式、狀態(tài)及濃度。無論是任何井型，提高環(huán)空返速，都會(huì)使井眼凈化狀況得到改善；但是，排量過大容易把井壁沖垮，排量小了帶砂不好；3、環(huán)空流型環(huán)空傾角在0°～45°時(shí)，層流比紊流攜巖效果好；環(huán)空傾角在55°～90°時(shí)，環(huán)空鉆井液的流態(tài)對井眼凈化影響比較大，當(dāng)流態(tài)從層流過渡到紊流時(shí)，巖屑床面積急劇下降，紊流比層流攜巖效果好；環(huán)空傾角在45°～55°時(shí)，兩種流態(tài)的攜巖效果基本相同。中原石油勘探局鉆井公司4、鉆井液流變性能層流狀態(tài)下，提高鉆井液的動(dòng)切力和動(dòng)塑比，可獲得較好的攜巖效果。紊流條件下,鉆井液攜巖能力一般不受其流變性影響。觸變性在井斜角30°～70°范圍內(nèi)對形成紊流的臨界流速影響較大。因?yàn)橛|變性越大斜井段環(huán)空低邊形成的不動(dòng)區(qū)范圍越寬,不利于攜屑、沖蝕,易形成巖屑床。5、鉆柱尺寸在一定井眼直井的情況下，隨著鉆柱尺寸的增大，環(huán)空間隙減小，環(huán)空返速增加，有利于攜巖。6、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱有利于井眼凈化，在大斜度井段，鉆柱的旋轉(zhuǎn)，對沉積的鉆屑起攪拌作用，有利床面巖屑的離去。大斜度井段,鉆具相對巖屑床處于“準(zhǔn)”靜止?fàn)顟B(tài)(不活動(dòng)鉆具、滑動(dòng)鉆進(jìn)、鉆具轉(zhuǎn)速<70r/min等),巖屑床不會(huì)受到破壞,且厚度可能會(huì)增加;鉆具相對巖屑床處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(上下運(yùn)動(dòng)速度≥0.22m/s、轉(zhuǎn)速≥80r/min),不利于巖屑床形成，巖屑床會(huì)遭到破壞。中原石油勘探局鉆井公司7、鉆井速度與巖屑尺寸鉆井速度過快時(shí)，會(huì)造成環(huán)空鉆屑濃度過大，巖屑床厚度增加；巖屑尺寸太大，不易被帶出井眼，不利于鉆屑的凈化。8、不規(guī)則井眼鉆井過程中在鉆遇不穩(wěn)定地層時(shí)，常形成大肚子井眼，鉆屑上返過程中易進(jìn)入大肚子內(nèi)，造成巖屑困難。中原石油勘探局鉆井公司二、井眼凈化情況判斷1、井眼凈化良好篩面返砂與鉆井速度相比正常；鉆井液各種性能參數(shù)穩(wěn)定；鉆井各工況井下正常；地質(zhì)錄井巖屑不混雜，地質(zhì)分隔清晰。2、井眼凈化不良振動(dòng)篩返砂明顯減少，活動(dòng)鉆具阻卡嚴(yán)重，下鉆劃眼，轉(zhuǎn)盤扭矩異常大，錄井巖樣雜亂，下鉆到底有大量巖樣反出等。中原石油勘探局鉆井公司三、井眼凈化技術(shù)措施1、優(yōu)選排量與環(huán)空返速排量的大小一般根據(jù)環(huán)空返速確定，環(huán)空返速1.0~1.2m/s即可。存在大肚子小井眼的井，一般情況下，只要井下正常，沒有必要把大肚子里的掉塊推出來。若推出來，又帶不出來，反倒會(huì)出現(xiàn)井下復(fù)雜。文383-非平1井，水平段打出一段泥巖，有大肚子井眼，6寸井眼完鉆通井時(shí)用130缸套3個(gè)反爾就蹩泵，用120的缸套3個(gè)反爾井下就正常，下套管前用120缸套3個(gè)反爾循環(huán)通井后下套管順利（該井還是31/2的鉆桿）。陜北施工的YB282-H02井和DPT-72井兩口井的水平段，4寸鉆桿，130缸套鉆進(jìn)，兩口井均出現(xiàn)井下復(fù)雜，其中YB282-H02井蹩泵幾次劃眼困難，DPT-72井出現(xiàn)了循環(huán)過程中卡鉆，兩口井調(diào)整泥漿性能后，把缸套換成120或110的，順利交井。中原石油勘探局鉆井公司2、變排量洗井正常鉆進(jìn)時(shí)，進(jìn)尺150~300米，提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，增大泵排量3~5L/s持續(xù)12~20min,條件允許，可增加一個(gè)凡爾，提高環(huán)空流體的雷諾數(shù)，“激活”砂床巖屑。完井通井時(shí)用更換大水眼或不裝水眼，用原漿增加一個(gè)凡爾排量洗井，徹底清楚井壁滯流巖屑，保證完井作業(yè)順利。3、選用合適的環(huán)空流型

0～30°井斜的井適用層流（鉆井流體的雷諾數(shù)R＜2000）攜砂，>40°井斜的井適用紊流（R>2000）攜砂；通過現(xiàn)場觀察水平段施工粘切低時(shí)振動(dòng)篩處返砂正常，粘切高時(shí)返砂明顯減少。在有大肚子的井眼適用平板型層流；延長參1井三開粘度低于180s鉆具就提不動(dòng)，高于180s井下就正常。中原石油勘探局鉆井公司3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型4、段塞洗井技術(shù)對于存在有大肚子的井，應(yīng)配制粘度100～200s的鉆井液20～30m3注入井內(nèi)形成一段塞流，將井內(nèi)巖屑帶出；對泥餅虛厚、巖屑多、井斜大的井，變排量洗井、短起下效果不明顯的，應(yīng)采用“紊流段塞”洗井。其方法是：配制10~15m335～45s左右的低粘度鉆井液，替入環(huán)空，利用較大雷諾數(shù)的低粘度鉆井液沖刷井壁及巖屑床，使巖屑處于分散狀態(tài)，隨后以高粘切鉆井液攜砂。此工藝避免了為了實(shí)現(xiàn)紊流攜砂使整個(gè)環(huán)空系統(tǒng)鉆井液處于低粘切狀態(tài)，又能實(shí)現(xiàn)真正意義上的“紊流洗井”，同時(shí)，“紊流段塞”短時(shí)間沖刷井壁，對井壁穩(wěn)定性造成的影響也不大。中原石油勘探局鉆井公司3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型5、合適的鉆井液性能在保證不壓裂地層和保護(hù)油氣層的情況下，盡可能使用高密度鉆井液，不但有利于井壁的穩(wěn)定，減少巖屑的產(chǎn)生，同時(shí)可增強(qiáng)鉆井液的攜巖能力；井徑規(guī)則井眼在滿足攜帶和懸浮巖屑的情況下，應(yīng)保持低粘切；在現(xiàn)場施工中，通常采用提高動(dòng)塑比(0.36～0.7))和低剪切速率下有效粘度，避免盲目提高鉆井液漏斗粘度來改善環(huán)空井眼凈化效果的不科學(xué)做法；控制初、終切力差值，避免鉆井液觸變性過大，從而產(chǎn)生過高的抽汲與激動(dòng)壓力；中原石油勘探局鉆井公司3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型6、經(jīng)常活動(dòng)鉆具，縮短泥漿靜止時(shí)間，勤搞短起下在水平井施工過程中，盡可能縮短泥漿靜止時(shí)間，當(dāng)機(jī)械鉆速過快時(shí)，停止鉆進(jìn)，循環(huán)一段時(shí)間，待井下正常后方可恢復(fù)鉆進(jìn)；循環(huán)時(shí)要大幅度活動(dòng)鉆具，以破壞巖屑床；起下鉆時(shí)應(yīng)控制起下鉆速度，并做到開泵平穩(wěn)，避免過大的激動(dòng)壓力，防止破壞井壁及井塌；在鉆井施工中盡可能縮短鉆具在井內(nèi)的靜止時(shí)間，如測斜，檢修設(shè)備時(shí)要經(jīng)?；顒?dòng)鉆具，防止粘附卡鉆；在0°~30°井段，每鉆進(jìn)200～300米，堅(jiān)持搞一次短起下，在30°~90°井段，每鉆進(jìn)50米，堅(jiān)持搞一次短起下，拉刮修復(fù)井壁，使粘在泥餅上的巖屑脫落，破壞巖屑床，使井眼規(guī)則。7、控制機(jī)械鉆速或適時(shí)停鉆循環(huán)清屑特別是小井眼，由于環(huán)空間隙小，清砂不及時(shí)，最容易造成井下復(fù)雜，鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)控制環(huán)空鉆井液中巖屑濃度≤5%。中原石油勘探局鉆井公司3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型8、分段清砂大位移和水平井，易形成巖屑床，攜砂困難，采用從井底往上分段循環(huán)清砂技術(shù)，有利于井眼凈化。9、采用四級固控設(shè)備與包被劑相結(jié)合，及時(shí)清除鉆屑，保持鉆井液低固相含量除砂器除砂范圍為大于74微米的固體顆粒，除泥器的除砂范圍為10～74微米的固體顆粒，故對于較小的固體顆粒地面固控設(shè)備的作用就不太明顯，須加入絮凝劑，利用它的吸附和架橋作用，使較小顆粒形成較大顆粒的團(tuán)塊而被清除出去，從而降低泥漿的固相含量，常用的絮凝劑有PAM等。中原石油勘探局鉆井公司3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型3、選用合適的環(huán)空流型10、纖維攜屑劑攜屑機(jī)理：主要影響流體的懸浮性，纖維添加到液體中通過形成纖維層/纖