钻井类气基流体空气钻井技术毕业论文

《钻井类气基流体空气钻井技术毕业论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业设计（论文）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.并阐述了空气钻井的一些关键技术,如钻具腐蚀问题、钻遇水层

2、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1第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统21.1基本概念21.2空气量的大小与井眼净化的关系21.2.1空气携岩机理21.2.2钻屑形状与下沉速度的关系31.2.3空气注人量的确定41.3气基流体(空气／雾液)的循环系统5第2章空气钻井简介72.1空气钻井在国内外应用现状72.2国内外关于空气钻井理论研究与参数计算的发展与现状82.3空气钻井的优缺点比较92.4空气钻井设备介绍102.5气体钻井所必需的条件井眼条件12第3

3、章空气钻井的一些关键技术143.1空气钻井与钻具腐蚀143.1.1腐蚀物质与腐蚀形式143.1.2防治措施153.2空气钻井地层出水限定值163.2.1地层出水对空气钻井的影响163.2.2地层出水后空气钻井方法173.3空气钻固井技术实例203.3.1平落006—5井空井固井初探203.3.2主要技术难点213.3.3空井固井施工技术223.3.4现场施工技术233.3.5固井技术总结24第4章气体钻井技术的改进254.1控制气体体系的压力254.2控制压力钻井的目标264.2.1液压系统264.2.2气压系统264.2.3气体流体钻井——误解274.2

4、.4没有适当控制井眼压力所造成的问题274.3井下空气分流器(DHAD)294.4压力试验结果304.5建议30结论32致谢33参考文献34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

5、油田和钻井液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5791.2m[2]。第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统1.1基本概念气基流体空气钻井是利用大气中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1.0的地层实现欠平衡钻进的钻井技术，

6、是目前使用较多的一种气体型流体。1.2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出来，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。1.2.1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

7、动速度超过临界速度时，钻屑就向上运动。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：Vc=Vf-Vt(1-1)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)中：dc为钻屑直径，mm；Cd为阻力系数；ρc为钻屑密度，g／cm3；ρf为流体密度，g／cm3。1.2.2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

8、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