定向井井眼净化技术

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1、定向井井眼净化技术定向井施工中，尤其是大难度大位移定向井，常有砂床存在，它的存在极易引起起下钻阻卡、磨阻增大、划眼、电测遇阻等井下复杂情况，甚至卡钻等到事故，钻井液钻进过程中的循环流体，其性能优良与否，对钻井安全十分重要。为了改善钻井液的携砂性，提高钻井液对“砂床”的清除能力，合理控制钻井液的流变性，并结合“变排量”洗井、短起下、“紊流段塞”洗井技术，较好地解决了“砂床”对安全钻井造成的危害。一、钻井液的流变性定向井钻井液携砂性能的好坏是衡量钻井液流变性优劣的重要标准。定性地讲：（1）振动筛筛面返砂与钻井速度相比正常；（2）钻井液各种性能参数稳定；（3）钻井各工况井下正常

2、；（4）地质录井岩屑不混杂，地质分隔清晰。就认为相应情况下钻井液流变性能对于清洗环空井眼比较合适。而对应地层位置如发现振动筛返砂明显减少，活动钻具阻卡严重，下钻划眼，转盘扭矩异常大，录井岩样杂乱，下钻到底有大量岩样反出等，就认为钻井液流变参数不利于环空携沙。中原油田定向井井斜大多在30~40度，据国外资料分析和钻井实践证明，此井斜区间为最困难井段，岩屑运移中“爬坡”过长，极易形成“砂床”，一旦“砂床”7形成，对钻井安全、完井作业十分不利。对一口井来讲，施工中除去钻井液流变性外，其他条件几乎都是不可变因素。因此，调整钻井液流变性、提高携沙悬浮能力是改善井眼净化效果的重要措施

3、。1．技术思路钻井液是一种非牛顿的塑性流体，其成分组成决定了它具有粘滞性。井斜增大后，影响井眼净化效果的主要因素是钻井液上返速度和有效是粘度，视粘度增加，携砂所须的最底环空上返速度就下降，环空岩屑也相应降低。受水力参数和机泵功率的限制，视粘度也不能过高；同时为防止砂床过快过厚的形成，兼顾井下安全、激动压力的大小，钻井液具有适度的表观粘度、较高的静结构和较低的变性（静结构随时间的变化降低），此体系有利于提高井眼静化效果。2.技术要求根据室内模拟实验，结合有关资料和现场经验，首先正电胶MMH作为定向井钻井液的流型调节剂。正电胶特殊的电化学性质决定了正电胶钻井液流变性很适合定向

4、井携砂。正电胶钻井液特性：（1）底的塑性粘度，高的动切力；（2）静切力随时间变化率小，有较低的触变性；（3）具有固—液双重性，静止瞬间即成“假固体”；（4）极小的作用力即可使其流动。7这些特性对斜井段岩屑的携带十分有利，且抗高温能力强，热稳定性好，可用于饱和盐水。正电胶也有不足之处，如：正电胶钻井液在井壁上形成“滞流层”，较厚的“滞流层”易吸附岩屑，不利于清除“砂床”，因此现场应用时要控制合理的MMH加量，且钻井后期停加，配合清砂技术，用“利”弃“弊”。3．现场维护（1）对于φ216井眼井段，携砂问题突出时，调整基浆性能；T45-50，AV23-25，PV12-15，YP

5、10-12，τ1/τ2　1-3/5-8，视现场钻井液密度及般土含量，一次性追加MMH150-300，充分循环，性能可达T75-85，AV28-30，PV16-20，YP15-22，τ1/τ2　6-8/16-20，追加MMH后，钻井液粘切均有提高，静切力提高较明显，但动切力变化不大，有利于保持原泵排量下的环空流态。（2）追加MMH后，如粘切上升过快，可用低浓度NH4-HPAN胶液缓慢补充，降粘切效果明显。（3）MMH具有一定的抗盐能力，但NCL含量、H值较高时溶解的带正电离子对正电胶电性影响大，维护较困难，现场应用时遇欠饱和盐水钻井液改用HV-CMC、MPA-99、般土浆等

6、来提高粘切。7一、清砂工艺环空净化关键在于选择合理的钻井液流变参数和控制环空流态，大量研究表明，流体的雷诺数越大，越有利于携砂，对井壁吸附岩屑及“砂床”来讲，紊流携砂洗井效果最好，其次是平板型层流，尖峰型层流效果最差。紊流是一种流体内部质点做混乱脉动运动的流态，紊流时钻井液对井壁有较大的全方位的脉动冲击，对井壁吸附的清除十分有效。根据水力学的理论，要使环空达到紊流状态，必须使流体的雷诺数R>2000。影响雷诺数的因数较多，但与钻井液有关的是：密度通常情况下恒定，在泵排量一定时，视粘度、动切力越低，R数值越大，越易达到紊态流型。1．紊流携砂的限制条件（1）紊流对井壁岩石的冲

7、蚀性比层流大得多，这对疏松地层井壁的稳定十分不利。（2）受井眼几何尺寸、机泵功率的限制，单靠提高排量，紊流难以实现。（3）降低钻井液体系内部结构参数实现紊流，易张（4）造成钻井液悬浮能力下降，对加重钻井液稳定不利。2．室内评价实验（1）大量研究结果证明，增大钻井液的非牛顿性有利于提高钻井液的携砂能力。7（1）保证动塑比大于0.5条件下，提高钻井液的动切力和塑性粘度，有利于降低环空岩屑浓度和砂床厚度。显然，层流洗井比较符合实际。2．清砂工艺井斜大于30度以上的井，“砂床”的存在是不可避免的，为了防止过厚的砂床对钻井施工安全造成的