毕业论文--气基流体空气钻井技术

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1、毕业论文一气基流体空气钻井技术毕业设计论文题目气基流体空气钻井技术摘要过去对气基流体空气雾化液等作为气体钻井循环流体缺乏深入的理论研究和现场应用经验为适应新的气基流体钻井方式及钻井工艺技术的进步开展了气基流体空气的应用技术的研究空气作为循环流体它在钻井过程中的主要作用是将井下的钻屑举升到井口并带出井眼如果空气量不够则难以有效地将井下钻屑携带出来这样钻屑就会在井内沉降并在井底聚积造成卡钻介绍了气基流体空气的携岩机理空气量的计算方法空气循环系统以及气基流体空气雾液在现场的应用效果空气钻井国内外应用现状优缺点及所用的设备并阐述了

2、空气钻井的一些关键技术如钻具腐蚀问题钻遇水层问题固井等最后介绍了空气钻井技术的改进技术[1]关键词气体钻井气基流体空气钻井携岩机理钻具腐蚀钻遇水层固井目录前言3第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统411基本概念412空气量的大小与井眼净化的关系4com空气携岩机理4com钻屑形状与下沉速度的关系5com空气注入量的确定613气基流体空气/雾液的循环系统8第2章空气钻井技术的国内外研究现状1021空气钻井在国内外应用现状1022国内外关于空气钻井理论研究与参数计算的发展与现状1123空气钻井的优缺点比较1224空气钻井

3、设备介绍1325气体钻井所必需的条件井眼条件13第3章空气钻井的关键技术与实例简1631空气钻井与钻具腐蚀16com腐蚀物质与腐蚀形式16com防治措施1732空气钻井地层出水限定值18com地层出水对空气钻井的影18com地层岀水后空气钻井方法19com平落0065井空井固井初22com主要技术难点23com空井固井施工技术25com现场施工技术26com固井技术总结27第4章气体钻井技术的改进2841控制气体体系的压力2842控制压力钻井的目标29com液压系统29com气压系统29com气体流体钻井误解30com没有

4、适当控制井眼压力所造成的问题3043井下空气分流器DHAD3144压力试验结果3245建议33结论34参考文献35致谢36前言气体钻井技术就是以气体为主要循环介质的欠平衡钻井技术主要有纯气体钻井雾化钻井泡沫钻井和充气钻井液钻井［1］气体钻井在国外应用已相当广泛主要用于加快钻速发现和保护气层在低压破碎地层用气体钻井可以解决长段井漏问题气体钻井首次使用是在19世纪中期美国犹他州使用空气钻井技术进行钻井此后该技术被广泛应用于世界各地油气井包括煤层气的钻探和开发上特别是在阿巴拉契亚山脉地区新墨西哥圣胡安盆地西得克萨斯等油田和钻井液

5、易漏失的洛基山脉地区空气钻井得到广泛的应用［2］截至2000年美国约30的钻井和完井作业采用该技术最深井57912m［2］第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统11基木概念气基流体空气钻井是利用大气屮的空气或雾化空气流体作为钻井的循环介质通过特殊的气体钻井配套设备空压机增压机空气锤旋转防喷器及连接管汇等将空气注入井下再携岩返至地面来进行钻井的一种工艺技术气基流体空气是由空气干燥剂防腐剂以及其它添加剂按一定的比例混合组成干空气和充空气空气泡沫流体钻井是可使地层压力小于10的地层实现欠平衡钻进的钻井技术是目前使用较多的一种

6、气体型流体12空气量的大小与井眼净化的关系气基流体空气钻井中使用的循环流体是空气它在钻井过程中的主要作用是将井下的钻屑举升到井口并带出井眼如果空气量不够则难以有效地将井下钻屑携带岀来这样钻屑就会在井内沉降并在井底聚积造成卡钻因而在空气钻井作业中空气注入量空气流速是安全钻井的关键因素com空气携岩机理在空气钻井中循环的空气对钻屑施加一个与钻屑重力方向相反的举升力当举升力大于重力时钻屑就沿井眼向上移动相反钻屑就会沉降由于钻屑自身重力不受空气流的影响因而空气使钻屑向上运动有一个临界速度当空气在环空中的流动速度超过临界速度时钻屑就

7、向上运动如果钻屑的自由沉降速度为Vt空气沿井眼环空向上的流速为Vf那么钻屑向上的运动速度Vc可由下式表示VcVf-Vt1-1由公式1-1可知钻屑的自由下沉速度越大运移钻屑所需的空气流速越大钻屑的自由下沉速度与钻屑直径密度形状和流体密度等因素有关研究发现球形微粒的自由下沉速度为1-2在公示1-2屮de为钻屑直径mmCd为阻力系数Pc为钻屑密度g/cm3Pf为流体密度g/cmcom钻屑形状与下沉速度的关系携带岩屑的阻力系数与雷诺数有关可由钻屑在流体中的运动速度确定研究发现在空气钻井中环空中的空气一般为紊流这时钻屑的阻力系数与流

8、动速度无关为一定值但阻力系数受钻屑形状的影响扁平状钻屑的阻力系数为14角状及次圆状钻屑的阻力系数为08结合气体状态方程可推导岀扁平状钻屑的自由下沉速度为1-3次圆角状钻屑的自由下沉速度为1-4式中T为井底温度KP为井底压力MPa1-3公式1-4可以看出钻屑的自由下沉速度随钻屑直径的增加而加大钻屑尺寸越大