苏丹Azraq地区提高机械钻速的钻井液技术.pdf

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1、第32卷第1期钴井液与完井液v01．32No．12015年1月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDJan．2015doi：10．3969／j．issn．1001-5620．2015．01．025苏丹Azraq地区提高机械钻速的钻井液技术陈博，赵后春，徐心彤(1．中国石油集团长城钻探工程公司钻井液公司，北京；2．北京化工大学，北京)陈博等．苏丹Azraq地区提高机械钻速的钻井液技术[J]_钻井液与完井液，2015，32(1)：93—96．摘要针对苏丹Azraq地区地层特点，对提高机械钻速的钻井液性能参数进行研究，根据理论和实

2、验优化钻井液性能参数。调整钻井液滤失量为6～8mL，塑性黏度为l5～20mPa·S，动切力为10～15Pa，动塑比为0．75Pa／mPa·S。根据优化的钻井液性能参数，采用无土相的硅酸盐钻井液体系，并通过实验确定钻井液配方。现场应用证明，新的钻井液工艺能显著提高AbuGbura地层的机械钻速，机械钻速由6～8m／h提高到12～18m／h，缩短了完井周期。AzraqK一9井创造了该地区完井时间的最短记录。关键词机械钻速；水力参数；钻井液性能；苏丹中图分类号：TE254_3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2015)01．009304Az

3、raq地区是苏丹重要的产油区，该地区的井钻头压降或钻头水功率，就必须降低钻杆内部和环空身一般为三开设计，设计井深多为2500～2800m，的压力损耗。其中井深1500m以下为AbuGbura地层，以硬质通过研究钻井液流变参数对压力损耗的影响，可片状泥页岩为主，夹杂薄层砂岩，渗透性差，易垮以优化钻井液流变参数，降低钻具内部和环空压降，塌，可钻性较差。该地层的机械钻速较低，一直是制从而得到更大的射流水功率，能够提高钻井液射流对约Azraq地区完井周期缩短的瓶颈因素。对影响Abu井底岩石的破碎作用，把岩屑及时清离井底，避免岩Gbura地层机械钻速的钻

4、井液性能参数进行了研究，屑的重复破碎。以相关手册中的水力参数模型为依得出了合理的钻井液性能和水力参数，提高了该地层据，计算不同流变参数情况下的钻杆内部和环空压力的机械钻速[1-31。损耗。钻杆内部压力损失P。计算公式如下。pp=Gp×Lp1钻井液技术工艺优化Gp=(0．039××Vp×P)／Dpi式中，。为钻杆长度，GD为钻杆内压力损失梯度，原有的钻井液工艺设计主要考虑硅酸盐钻井液稳为钻井液在钻具内流动速度，为钻杆内径，定井壁的能力。为了维持井壁稳定，保持较高的钻井为钻杆内的范宁摩擦系数。范宁摩擦系数和钻井液流液密度，以及较低的滤失量，而且没有

5、研究钻井液流变参数以及雷诺数有关，计算公式较为复杂，此处不变参数对机械钻速的影响。鉴于该地层机械钻速较慢，再详述。在保持井壁稳定的基础上，通过对钻井液性能参数进环空压力损失P计算公式如下。行优化，以提高机械钻速。pa=G×L1．1钻井液流变参数G=(0．039××ya2×P)／(J[)一D。。)在钻进过程中及时有效地把钻头破岩产生的岩屑式中，。为环空长度，G为环空压力损失梯度，v清离井底，避免岩屑的重复破碎，是提高钻速的一项为钻井液在环空的流动速度，D为井径，。为钻杆重要手段【4】。将钻屑清离井底需要足够的钻头水眼的外径，．为环空的范宁摩擦系数

6、。射流水功率。在泵压或泵功率一定的条件下，要提高设定计算条件为：井深为2500m，钻井液密度为第一作者简介：陈博，1982年生，硕士，工程师，毕业于清华大学化学工程专业，现从事钻井液技术服务工作。地址：北京市朝阳区北辰西路8号北辰世纪中心A座l1层；邮政编码100101；E-mail：chenbo0001@yeah．net。钴井液与完井液2015年1月1．2g／cm。，井眼直径为215．9mm，钻杆外径为1271．2钻井液密度mm，内径为108rnlTl，泵排量为35L／s。通过改变流井底液柱压力与地层孔隙压力之间的压差会对钻变参数，可以得出钻

7、杆内部和环空的压力损失随着钻速产生影响。井底压差对刚破碎的岩屑有压持作用，井液塑性黏度和动切力的变化趋势。阻碍岩屑离开井底，造成重复破岩过程，影响钻头的图1为设定钻井液动切力为10Pa不变，改变塑破岩效率。因此井底压差越大，钻速越低。因此在保性黏度，研究钻杆内部和环空的压力损失和塑性黏度证井壁稳定的情况下，尽量减少井底压力，钻井液液的关系。从图1可以看出，随着塑性黏度的增加，钻柱压力应和地层压力平衡或稍大于地层压力。杆内部和环空的压力损失呈线性增加的趋势，其中钻根据钻井设计中提供的地层压力系数和钻井液密杆内部的压力损失增长速度要大于环空压力损失

8、的增度的参考区间，以设计中钻井液密度下限控制钻井液长速度。密度，并在钻进过程中根据井下情况进行调整。钻进时将钻井液密度控制在1．20～1．22g／cm