霧化鉆井解決空氣鉆井地層出水問(wèn)題

霧化鉆井解決空氣鉆井地層出水問(wèn)題.ppt目錄一、引言二、地層出水對(duì)攜巖的影響三、霧化鉆井?dāng)y巖、攜水機(jī)理四、霧化鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用五、結(jié)論一、引言

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和應(yīng)用，空氣鉆井技術(shù)已經(jīng)成為提高機(jī)械鉆速，解決井漏，保護(hù)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(shí)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(shí)采取措施，最終將導(dǎo)致卡鉆或其它井下復(fù)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(rùn)濕等效應(yīng)，增強(qiáng)空氣流舉升、攜帶鉆屑能力，達(dá)到井眼凈化的目的。

二、地層出水對(duì)攜巖的影響地層出水形成巖屑團(tuán)形成泥餅圈空氣鉆井過(guò)程中地層出水，導(dǎo)致鉆屑相互結(jié)塊，形成大的巖屑團(tuán)。當(dāng)巖屑團(tuán)無(wú)法被空氣帶出井筒時(shí)便在井筒某處粘附聚集，形成泥餅圈。二、地層出水對(duì)攜巖的影響巖屑團(tuán)的形成在氣體鉆井過(guò)程中，當(dāng)環(huán)空中有水存在時(shí)，液滴碰撞巖屑會(huì)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(tuán)。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(gè)巖屑的聚集體在碰撞過(guò)程中有可能又分散開來(lái)，地層出水時(shí)對(duì)井眼凈化影響不大。

對(duì)于造漿水化的泥質(zhì)巖屑，水膜很快使巖屑成為泥團(tuán)。小泥團(tuán)撞上大泥團(tuán)后粘結(jié)牢固，不會(huì)再分開。泥團(tuán)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(diǎn)處形成。

二、地層出水對(duì)攜巖的影響三、霧化鉆井?dāng)y巖、攜水機(jī)理乳化地層水、保持環(huán)空呈霧化穩(wěn)態(tài)流

通過(guò)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(qiáng)氣體的卷席作用，氣流將液膜卷席呈顆粒狀液滴進(jìn)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(gè)循環(huán)系統(tǒng)氣液固分布均勻。井眼循環(huán)暢通無(wú)阻，有利于空氣流/霧化液使鉆屑從井底快速返出，實(shí)現(xiàn)正常的霧化鉆井。三、霧化鉆井?dāng)y巖、攜水機(jī)理分散“巖屑團(tuán)”，增強(qiáng)空氣舉升力霧化液特有的起泡、吸附、潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)等作用，將遇水粘結(jié)成的鉆屑團(tuán)和粘附井壁的鉆屑分離開來(lái)，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(qiáng)空氣流舉屑、攜水能力。四、霧化鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2012年新疆油田公司在火北區(qū)塊火北021井、火北022井實(shí)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(yù)測(cè)厚度達(dá)2360m，火成巖地層堅(jiān)硬，可鉆性差，機(jī)械鉆速低。鑒于氣體鉆井技術(shù)在提高機(jī)械鉆速方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，在該區(qū)石炭系較穩(wěn)定地層實(shí)施空氣鉆井。

火北022火北021四、霧化鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)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(dāng)空氣鉆進(jìn)至井深207m時(shí)排沙口巖屑返出減少，繼續(xù)鉆至213m時(shí)不返巖屑，同時(shí)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”。空氣鉆井無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)研究決定轉(zhuǎn)化為霧化鉆井。

四、霧化鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用霧化鉆井實(shí)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(shí)施井段為213-1000m，二開215.9mm井眼空氣鉆進(jìn)至1428m地層再次出水，于是又轉(zhuǎn)化為霧化鉆井。霧化鉆進(jìn)至井深2195m，出現(xiàn)井壁失穩(wěn)，地質(zhì)預(yù)測(cè)下部鉆遇石炭系底部風(fēng)化殼破裂帶，考慮到下部井段安全鉆進(jìn)以及提速目標(biāo)已實(shí)現(xiàn)，按設(shè)計(jì)主動(dòng)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(chǎng)應(yīng)用霧化鉆井實(shí)施情況根據(jù)空氣鉆井地層出水時(shí)返出的“糊狀”巖屑分析，地層水與鉆屑“粉塵”發(fā)生造漿反應(yīng)，形成的泥餅環(huán)無(wú)法通過(guò)單純的提高空氣排量帶出井筒?，F(xiàn)場(chǎng)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(qiáng)氣流的舉屑能力?，F(xiàn)場(chǎng)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(shuō)明霧化液清洗井筒及攜巖效果良好。

四、霧化鉆井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用霧化鉆井效果鉆頭尺寸mm井段m進(jìn)尺m時(shí)間機(jī)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(jìn)尺787m，平均機(jī)械鉆速5.24m/hr；二開霧化鉆井施工井段1428～2195m，進(jìn)尺767m，平均機(jī)械鉆速5.89m/hr。全井霧化鉆井平均機(jī)械鉆速5.54m/hr，是鄰近相同地層常規(guī)鉆井液鉆井機(jī)械鉆速（1.3m/hr）的4.26倍。五、結(jié)論根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)比分析，霧化鉆井可獲得與空氣鉆井相當(dāng)?shù)臋C(jī)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(shì)。氣基流體鉆井作業(yè)中，應(yīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)雜