完善充气泥浆钻井工艺技术的探讨

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1、维普资讯http://www.cqvip.com石抽钻井工程第3誊第3期l。q6年完善充气泥浆钻井工艺技术的探讨一，、7．摘要^丰文对克气泥浆钻井工艺与灾平衡钻井技术的有机站台进行了探讨，通过提高克气泥浆的气蔽比．改善了克气泥浆曲惶能，从而进一步完善了充气泥策钻井工艺技求的醑究．主题词坚竺段基流，)钍寸z言rE2和·

2、／)，充气泥浆钻井工艺技术在80年代束已取得突破性进展，并在石油锆井工程中发挥了积极的作用，但由于当时条件的限制，尚存在一些技术问题有待于进一步解决和完善，通过近几年的研究发现，欠平衡钻井与充气泥浆钻并技术的有机结合，将使其更趋完善．技术优

3、势得以充分发挥，从而产生更大的经济效益。充气泥浆钻井现存的问题自1988年开始，我院与西南石油学院合作研究充气泥浆钻井技术。在理论研究及室内试验的基础上，完成了5口井累计进尺1333．IBm的试验，平均机械钻速提高45％，取得了满意的效果，实践证明利用充气泥浆钻井技术能有效地降低泥浆液柱压力，当量密度也可连续调整，基本上能满足平衡钻井的要求．但从总体来看，该技术还存在着以下几个方面的问题：①井口设备不完善，采用GRANT旋转头，承压范围小。⑦井口回压不能控制，造成环空流型变化较大，钻井液性能难于控制。⑦空压机排量不足，影响了技术优势的发挥。④完井工艺不配

4、套。解决充气泥浆钻井问题的方法欠平衡压力钻井是8O年代初期发展起来的一种新型钻井工艺技术。该技术主要用于低压油气资源的勘探与开发，目的是发现和保护油气层，提高钻井速度，降低钻井成本，提高油气田勘探开发的综合经济效益。在欠平衡压力钻井中，井口始终有一定的回压，进行测井和下套管作业时需使用专用的防喷盒配合旋转防喷器来完成。液压节流阀用来控制井121压力，确保欠平衡钻井工艺实施过程中井口压力的稳定。欠平衡钻井普遍使用WillimarsTO00型旋转防喷器，其维普资讯http://www.cqvip.com第：,t／第j期t996年6月石油韶井工程承压能力为21

5、MPa。充气泥浆钻井技术与欠平衡钻井装备配套使用，利用其井[=】设备控制钻井过程中的回压，使环空多项流型平稳，携岩能力提高，同时利用充气泥浆不改变钻井泥浆性能的优点，来弥补欠平衡钻井的不足，适当调节充气泥浆的气液比，控制一定的井口回压，可平衡地层压力，解决了充气泥浆钴井的完井问题，使充气泥浆钻井效果趸加完善。】选择充气泥浆气液比的理论依据理论分析及设计表明气液比在11：1—30：l时，充气泥浆在环空呈气泡流和段塞流两种流型，此r的流型比较有利于携带岩屑。Et本石油株式会社一般将充气泥浆钻井中的气液比控制在l1：l一12：l之间，美国MAGCOBA石油公司

6、将充气泥浆钻井中气液比控制在20：1～30：1之间．我们在火烧山进行充气泥浆钻井试验中调节充气泥浆气液比为5：1，这样环空下部为气泡流，上部为段塞为保持泥浆性能的稳定性和携岩能力，应尽量使空气在泥浆中混合均匀，以减小段塞流的影响。在无井121回压控制的充气泥浆钻井中银难完全清除段塞流，通过现场试验发现在充气泥浆钻井中减段塞流的有效方法是：①适当提高泥浆粘度；④尽量缩短接单根时间．前者可阻滞气体在泥浆中的上窜和聚集，后者从B寸间上可限制气体上窜和聚集。因为泥浆粘度的提高影响着泥浆性能的变化，且降低了机械钴速，所以提高泥浆粘度和缩短接单根的时间都是有限的。在

7、充气泥浆钻井流体参数设计中，我们对气液两相流体在井眼中作一元稳定流动进行了分析，由于井深不同，流体所处的热力学状态也不同，因此气液比、泥浆密度、井口回压对设计参数中注入压力、井底静压力、动压力等参数的变化特别敏感。段塞流段过长，流体返回地面时，携屑可能出现间断性。根据充气泥浆钻井工程的特殊情况在地层压力允许的条件下，要求充气泥浆在钻柱内为气泡流，在环空中主要为气泡流、段塞流。2计算实例为了验证井口回压对流型的影响，以火烧山HIl1O井为例，说明试验参数与计算结果基本吻合，见表1．衰1设计参数计算结果输^计算参鼓鼍层压力系数O9S套营内径(c2214井口温

8、度(℃’2s泥浆密度(g／ca')1O5钻杆外程l27O井底沮度(℃)60井深)1354钻杆内径cc_)I10O机槭钻遣(啊It,)577泥浆幕捧量(L／s)214钻铤外程(c田)：59O喷嘴当量直径(c皿)1．60空气幕捧量cL，s)10O钻铤内径(c皿)57O回压(MPa)0．10精出汁算结果设计空气捧量(L／s)100i￡^压力(IIP1)728岩屑返时枉in)326井底静渡拄压力(MPI)l259珲空摩臣压力{IⅡ’t)0．34井底藏动压力(MPa)12．93首内摩阻压力‘)2O3维普资讯http://www.cqvip.com闻强：完善充气泥浆

9、钻井工艺技术的探讨续表1流型井深c气液比}『{}压1流压Pa)桁度(g，cm’逅