连续油管钻井中的岩屑传输问题和解决方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com2I卷第1蝴2000年3J1新疆石{由科技信息lJ连续油管钻井中的岩屑传输问题和解决方法L七、)L了L．J．Leisng翻剥译谭：杨绚欣腻王土凤风屏秤(新疆必右汕局钻井：一r【．艺研究咒院)I．C．WaIt0n校对：黄治中(新茑腽石汕局钻井]艺研究院)摘要了己／rE乙／连续油管钻井在近几年得到了迅猛地发展。尽管伴之而来的是许多技术的提高，但岩屑有效传精特别是在斜井中的传精，仍是一个重要问题研究表明，以紊流形式泵入低粘度流体比以层流形式泵入高粘度流体对井眼净化更有效．列举了重要的岩屑传精问题和无携岩问题的常规应用。推荐了用来解释这

2、些数据的井暇净化模型和可选择的方法．主题词兰茎壁竺兰兰些(岩屑床)(岂)0引言制。一般73mm容积式井下马达流速范围为318~477L／min。钻进中地面泵压限制在24．12～1997年用连续油管钻了大约600口井。其27．56MPa之间。在高泵压下．连续油管的疲劳中25％是定向井，且大多数是水平井，水平井程度显著增加，是地面泵压增加的主要制约因中的携岩问题仍面临着挑战。对于旋转钻井，钻素。杆的转动可保持岩屑悬浮。对于连续油管，不可连续油管钻井与常规旋转钻井井眼净化的区能旋转，因此旋转钻井中的泥浆及工程技术对连别在于：续油管钻井的岩屑传输作用不大。欠平衡钻井1)在旋转钻井中，

3、关闭泥浆泵接单根时，对，地层流体能进入井眼，提供了一个额外的环要求流体必须能悬浮岩屑而在连续油管钻井空流动．因此可以减少携岩问题．但在弯曲段仍中，停止流动是不常发生的。存在岩床问题。2)在旋转钻井中，通过钻杆的旋转不断地连续油管钻井的一个重要应用就是在套管内将岩阍从井眼低边传输到主流中而净化井眼：在进行过油管侧钻。这给小型井下钻具组合(BHA)连续油管中，马达以上的管柱并不旋转。提出了特殊的要求，即BHA钻过油管时必须提井眼中．最难清洗的是靠近钻头处的环空(如供足够的流速以充分清洗尾管与斜向器问隙较大95．25mm裸眼和60．33mm连续油管间的环的套管段。空)，且一般在大斜

4、度井中和深井套管环空(如在使用连续油管进行过平衡钻井选择泥浆时177．8mm套管和60．33mm连续油管问的环应注意：具有高润滑性以钻达虽大水平位移；保空)。持良好的井眼稳定：晟小的地层损害；固相含量井眼净化技术可分为以高粘度胶状流体的层低，以提高机械钻速．降低摩阻；在少量泥浆下流流动，中等枯度流体的层溅／紊流流动以及低粘能快速清除细岩屑：使用高固相含量泥浆时．控度流体的紊流流动。制泥浆滤失以防止压差卡钻；与凝胶的配伍性；11高粘度(低剪切速度粘度(LSRV))流适当的岩屑传输；低摩阻压力．以达到最大流速体以层流流动和最大程度地降低连续油管的疲劳。大多数聚合物流体在中等剪切速

5、率下具有剪1岩屑传输理论切稀释性，但在低剪切速率下显示出粘度稳定。在旋转钻井中可利用这种特性提高流体的携岩能在采用连续油管钻井时，井眼净化的最大流力。速受地面压力和井下马达tBHA极限流量的限高LSRV流体幂律指数(，)较低，一般约维普资讯http://www.cqvip.com-6·新疆茗油H＆信息2000年3月为0．2，这将在层流中产生一个流速剖面，其中——有效剪切速率比；心区域比值较大的流体更平坦。因此，靠近管——井斜角。壁处的剪切速率高而粘度相对低一些，在中心区并且根据流量Q得(塞流区)剪切速率低而粘度高。在一个偏心环空中，塞流区被限制在宽边的(2)一个小区域内，如图

6、1所示。注意，此时不但在径向上而且在环向上都有相当大的剪切作用。由于粘度和降落距离的改变，井眼每一段的传输距离是不同的。这种模型粗略估算了流体携带颗粒的轴向距离，因为假定了颗粒降落的距离等于环空的水力直径，颗粒在同一流体粘度下作轴向运移，且给出了可由Ui(D一)计算的平均流体剪切速率。此处是一个尺度参数，一般l，例如在管内=0．2计算流体营壁剪切速率时=16。已假设本文中平均剪切速率是管壁剪切速率的一半(=九／2)。如果管内=0．2，则=8。表1列出了在2种规定的裸眼井及套管几何尺寸中，300p．m颗粒(已假定这个尺寸用于本文囝I在偏心环空中幂律指数流体(=O．5)速度形状的

7、所有计算)在生物胶中的水平传输距离。可以当岩屑颗粒下降穿过环空间隙时，会遇到不看出，在裸眼环空中在较弱凝胶(K=IO000同粘度的流体，其粘度值取决于流体的粘切速mPa．s)下，岩屑在沉积形成岩屑床之前将被传率。图2显示了剪切速率是如何随着管内径向位输约60．96m。置的不同而改变的。表I传输距离量J公式(i)和(2)表明在平均轴向流体速度上的传输距离和环空水力直径方向上的传输距离是不同的。首先，传输距离随环空流速的次幂的增加而增加，一般来讲，环空中泥浆为层流时，囝2剪切速度随管内径向位置变化差别很小。