霧化鉆井解決空氣鉆井地層出水問題

霧化鉆井解決空氣鉆井地層出水問題.ppt目錄一、引言二、地層出水對攜巖的影響三、霧化鉆井攜巖、攜水機理四、霧化鉆井現(xiàn)場應用五、結(jié)論一、引言

經(jīng)過多年的發(fā)展和應用，空氣鉆井技術(shù)已經(jīng)成為提高機械鉆速，解決井漏，保護和發(fā)現(xiàn)油氣層最有效的方法之一，在油氣田勘探開發(fā)中發(fā)揮了積極作用。但是，采用空氣鉆井技術(shù)也具有一定的局限性。地層一旦出水，環(huán)空中粉塵和巖屑遇到地層水時相互結(jié)塊，并粘附在井壁和鉆具上，堵塞環(huán)空通道。如不及時采取措施，最終將導致卡鉆或其它井下復雜。霧化鉆井是在大排量的空氣中連續(xù)泵入一定量的霧化液作為鉆井循環(huán)介質(zhì)，利用加入霧化液中的表面活性劑特有的降低表面張力、乳化分散、起泡、潤濕等效應，增強空氣流舉升、攜帶鉆屑能力，達到井眼凈化的目的。

二、地層出水對攜巖的影響地層出水形成巖屑團形成泥餅圈空氣鉆井過程中地層出水，導致鉆屑相互結(jié)塊，形成大的巖屑團。當巖屑團無法被空氣帶出井筒時便在井筒某處粘附聚集，形成泥餅圈。二、地層出水對攜巖的影響巖屑團的形成在氣體鉆井過程中，當環(huán)空中有水存在時，液滴碰撞巖屑會形成一層水膜包裹巖屑。大尺寸巖屑上升速度慢，小尺寸巖屑上升速度快，大尺寸巖屑追上小尺寸巖屑，形成巖屑團。泥餅圈的形成

僅在巖屑表面產(chǎn)生一層水膜（非造漿、非水化），多個巖屑的聚集體在碰撞過程中有可能又分散開來，地層出水時對井眼凈化影響不大。

對于造漿水化的泥質(zhì)巖屑，水膜很快使巖屑成為泥團。小泥團撞上大泥團后粘結(jié)牢固，不會再分開。泥團越滾越大，直至沉落在某處形成泥餅圈，這種泥餅圈最容易在關(guān)節(jié)點處形成。

二、地層出水對攜巖的影響三、霧化鉆井攜巖、攜水機理乳化地層水、保持環(huán)空呈霧化穩(wěn)態(tài)流

通過含有表面活性劑的霧化液，充分乳化少量的地層產(chǎn)出液，有效降低地層水的表面張力，增強氣體的卷席作用，氣流將液膜卷席呈顆粒狀液滴進入氣流中，井筒周圍的環(huán)形液膜逐漸減薄，促使環(huán)霧流向霧狀流轉(zhuǎn)變，使整個循環(huán)系統(tǒng)氣液固分布均勻。井眼循環(huán)暢通無阻，有利于空氣流/霧化液使鉆屑從井底快速返出，實現(xiàn)正常的霧化鉆井。三、霧化鉆井攜巖、攜水機理分散“巖屑團”，增強空氣舉升力霧化液特有的起泡、吸附、潤濕反轉(zhuǎn)等作用，將遇水粘結(jié)成的鉆屑團和粘附井壁的鉆屑分離開來，防止液滴聚集、鉆屑堆積現(xiàn)象再度發(fā)生。這樣可以大大增強空氣流舉屑、攜水能力。四、霧化鉆井現(xiàn)場應用2012年新疆油田公司在火北區(qū)塊火北021井、火北022井實施了兩口空氣/霧化鉆井。該區(qū)石炭系推覆體火成巖地層預測厚度達2360m，火成巖地層堅硬，可鉆性差，機械鉆速低。鑒于氣體鉆井技術(shù)在提高機械鉆速方面具有較大的優(yōu)勢，在該區(qū)石炭系較穩(wěn)定地層實施空氣鉆井。

火北022火北021四、霧化鉆井現(xiàn)場應用火北地區(qū)空氣鉆井地層出水情況

火北021井311.2mm井眼自井深34m開始使用空氣鉆井，當空氣鉆進至井深207m時排沙口巖屑返出減少，繼續(xù)鉆至213m時不返巖屑，同時發(fā)現(xiàn)排砂口返出少量水。短提發(fā)現(xiàn)鉆具本體上粘附有泥餅，增加氣量至200m3/min，循環(huán)觀察，排砂口返出巖屑呈“糊狀”?？諝忏@井無法繼續(xù)進行，現(xiàn)場研究決定轉(zhuǎn)化為霧化鉆井。

四、霧化鉆井現(xiàn)場應用霧化鉆井實施情況火北021井為兩開井身結(jié)構(gòu)，一開311.2mm井眼霧化鉆井實施井段為213-1000m，二開215.9mm井眼空氣鉆進至1428m地層再次出水，于是又轉(zhuǎn)化為霧化鉆井。霧化鉆進至井深2195m，出現(xiàn)井壁失穩(wěn)，地質(zhì)預測下部鉆遇石炭系底部風化殼破裂帶，考慮到下部井段安全鉆進以及提速目標已實現(xiàn)，按設計主動轉(zhuǎn)換為常規(guī)鉆井液鉆井方式，結(jié)束氣體鉆井。

四、霧化鉆井現(xiàn)場應用霧化鉆井實施情況根據(jù)空氣鉆井地層出水時返出的“糊狀”巖屑分析，地層水與鉆屑“粉塵”發(fā)生造漿反應，形成的泥餅環(huán)無法通過單純的提高空氣排量帶出井筒?，F(xiàn)場配制了加入有發(fā)泡劑、井壁穩(wěn)定劑的霧化液，用于分散巖屑和地層產(chǎn)出液，使環(huán)空內(nèi)氣、液、固態(tài)物質(zhì)呈霧態(tài)流，增強氣流的舉屑能力?，F(xiàn)場霧化液注入排量為40L/min，空氣排量120～150m3/min。建立循環(huán)后，注入的霧化液全部霧化，排砂口返出巖屑正常，說明霧化液清洗井筒及攜巖效果良好。

四、霧化鉆井現(xiàn)場應用霧化鉆井效果鉆頭尺寸mm井段m進尺m時間機械鉆速m/hr注氣量m3/min注液量L/min鉆壓KN備注311.234～21317942.84.18150080空氣213～1000787150.35.241504080-120霧化215.91000～1428428107.93.97120040-100空氣1428～2195767130.35.891504080-140霧化火北021井石炭系推覆體地層一開霧化鉆井施工井段213～1000m，進尺787m，平均機械鉆速5.24m/hr；二開霧化鉆井施工井段1428～2195m，進尺767m，平均機械鉆速5.89m/hr。全井霧化鉆井平均機械鉆速5.54m/hr，是鄰近相同地層常規(guī)鉆井液鉆井機械鉆速（1.3m/hr）的4.26倍。五、結(jié)論根據(jù)實際應用對比分析，霧化鉆井可獲得與空氣鉆井相當?shù)臋C械鉆速，充分發(fā)揮了氣基流體鉆井技術(shù)在縮短鉆井周期上的優(yōu)勢。氣基流體鉆井作業(yè)中，應及時發(fā)現(xiàn)復雜