现场泥浆技术规范(2)

2019-04-15 21:13

需要。

3)严格控制体系的总固相含量,充分利用固控设施清除有害固相,保持泥浆清洁。 3、聚磺泥浆 基本组成:

在三磺泥浆的基础上,加入聚丙烯酸盐等处理剂,增强钻井液的抑制性。 基本性能参数:

ρ1.04-1.15g/cm3,FV35-65s,PH9.0-10.0,FL≤8ml,K≤0.5mm,MBT25-40mg/L,AV15—25mPa.S,PV12—20mPa.S,YP7-15Pa。 现场维护与处理要点:

1)控制体系的坂土含量和聚合物含量,保持体系的“三磺”含量,以增强体系的抗高温能力、抗污染能力。

2)维持体系具有相对稳定的PH值,以便充分发挥聚合物的抑制作用,同时还要具有良好的流变特性,以满足安全钻井的需要。 (三)、完井液

1、 酸溶性完井液

基本组成:

上部钻井液+2—3%超细目碳酸钙粉+0.5?-1。 基本性能参数:

ρ1.05-1.08g/cm3,FV40-70s,FL≤8ml,K≤0.5mm,PH 8.5-9.5,MBT:25-40mg/L,AV10-23mPa.s,PV9-18mPa. S,YP5-14Pa。 现场维护与处理要点:

1) 利用固控设备充分处理上部使用的钻井液,将无用固相清除掉。 2) 按上述基本配方配制完井液,保证完井液性能参数达到设计和井下安全要求。 3) 钻井过程中维护和补充钻井液时按上部正常钻井的钻井液补充和维护处理,只是必须要添加可酸溶解堵的处理剂,同时还要保证体系中的可酸溶解堵的处理剂含量.

2、 油溶性完井液 基本组成:

上部钻井液+ 4-5%油溶暂堵剂OSS-1 +0.5-1.5%抑制剂CSJ-1 + 0.5-1.0%降滤失剂FL-1。 基本性能参数:

ρ1.05—1.08g/cm3,FV50-80s,FL≤7ml,K≤0.5mm,AV23-42mPa.s,PV20-40mPa.s,YP5-12Pa。

现场维护与处理要点:

1)清除上部钻井液中的无用固相,调整好性能。

2)按配方依次加入油溶暂堵剂等材料,循环均匀并调整好完井液性能。

3)钻进过程中确保完井液中有足够的油溶暂堵剂含量,保持完井液具有良好的流变特性,以保证井下安全和满足保护油气产层的需要。 (四)特殊泥浆 1、 饱和盐水泥浆 基本组成:

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35%盐+3-5%抗盐坂土+1-2%SMP+1.0-1.5üls+0.5-1.0%HPS+0.15-0.25%CM +0.10-0.20%NTA等。

基本性能参数:

ρ1.23-1.28g/cm3,FV35-55s,Cl-18万ppm,PH8.5-9.5,FL≤5ml,K≤0.5mm,MBT25-40mg/L,AV12-20mPa.s,PV9-18mPa.s,YP3-7Pa。 现场维护与处理要点:

1)先配制坂土浆并进行水化,然后加入部分护胶剂及稀释剂,再加入30-35%的盐后,将剩余处理剂全部加入并进行充分搅拌。也可用井浆转化,转化前要调整井浆坂土含量到30—40g/l。

2)下钻分段顶替,将老浆放掉,循环将含盐量调至饱和,并加入盐抑制剂NTA0.1—0.2%。 3)始终保持体系Cl-的浓度在18万PPM以上,控制体系具有良好的流变特性和尽可能小的滤失量,经常补充烧碱水,保持PH值大于8。

4)视井温和井深来调整泥浆的抗温能力及确定合适的泥浆密度,以满足安全钻井的需要。 5)由于井底温度高,地面温度低,随钻井液循环时,溶解在钻井液的盐会出现高温下溶解,低温下结晶析出的现象,为保持体系的含盐量,防止井下盐岩层溶解,除使用盐重结晶抑制剂外,还必须在体系中保持有适量的细盐颗粒悬浮其中,即出现所谓的过饱和现象。 2、 油基泥浆 基本组成

柴油+3-4%有机土+15-20%氧化沥青+0.7-1.0?S+1%硬脂酸铝以及适量的氧化钙等。 基本性能参数

ρ0.90-1.25g/cm3,FV 35-70秒,FL≤2ml,K≤0.5mm,AV30-70mPa.S,PV20-40mPa.S,YP8-12Pa,含水量≤1%。

现场维护与处理要点

1)现场配制油基泥浆前,必须将配浆系统清洗干净,不能任何残留水份存在。 2)并对循环系统配置适当的加热保温措施。

3)按配方提供的加料程序依次加入配浆料,充分搅拌循环均匀。

4)地面油基泥浆配制好后,一次性替换井筒水基泥浆,替换时必须使用一定的纯油做隔离液,保持油基泥浆的纯度。

5)严格控制油基泥浆的含水量,必要时增加生石灰使用量,将多余的水份除去。 6)视钻井需要确定合理的泥浆密度,保持良好的流变特性。 7)使用油基泥浆作业谨防着火和出现泥浆污染环境事件发生。

四、 特殊钻井作业中的泥浆处理技术措施

钻井过程中经常遇到各种复杂情况,而每一次复杂情况的处理都有与之相对应的特殊钻井作业,其对泥浆的要求与常规钻井作业有很大的区别,这种区别就要求现场泥浆的维护与处理要具有很强的针对性,能积极有效地配合钻井工程解决井下复杂和事故,恢复钻井作业的正常有序进行,保证钻井施工的安全顺利。 1、 卡钻

卡钻是钻井过程最常见的井下事故之一,损失巨大。卡钻又进一步分为粘吸卡钻、沉砂卡钻、键槽卡钻、钻头泥包卡钻等多种类型,在每种类型的卡钻处理上,其对泥浆的要求都存在较大区别。

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1) 粘吸卡钻

粘吸卡钻,也叫压差卡钻,是钻井过程中最常发生的卡钻之一,其原因主要有钻具与井壁的接着面积大,泥浆密度高、泥浆液柱压力大,泥饼质量差、摩擦系数大等,其相应的泥浆维护与处理如下:

A、 保持泥浆性能良好、均匀、稳定,泥浆的滤失量要小,泥饼要薄而坚韧致密; B、 控制泥浆固相含量,清除有害固相含量,维持尽可能低的固相含量,泥浆的含砂量

控制在0.5%以内;

C、 加入泥浆润滑剂,提高泥浆和泥饼的润滑性,如混油或加入磺化沥青粉等润滑剂等; D、 使用润滑性能良好的泥浆体系。

E、 在设计范围内,尽量控制较低的钻井液密度,减少压差。 2) 沉砂卡钻

沉砂卡钻的主要原因有:

A、井塌卡钻主要是钻进或起下钻过程中发生井壁坍塌在井底或某一井段卡住钻具,通常伴随有泵压升高、井口返出量减少直至不返、转盘扭矩增大等现象。

B、泥浆处理不当,造成泥浆粘、切下降幅度过大,排量过小,使井壁泥饼剥落或悬浮能力降低,停泵时钻屑或剥落的泥饼沉积形成砂桥,造成卡钻。

C、易造浆或易剥落地层与胶结牢固井径规则的地层交互,形成大小交错的“糖葫芦”井眼,易在小井眼台阶上形成砂桥,造成砂桥卡钻。

D|、地层剥落坍塌或泥浆悬浮能力低,井底有沉砂,在接单根或起下钻过程中操作不当,造成卡钻。

从沉砂卡钻的原因分析来看,其解决办法主要有:

A、维持合适的泥浆性能,保持良好的流变特性,增强泥浆的携岩洗井能力。

B、采用合适的泥浆的上返速度,维持平板型层流,防止对井壁的冲刷。

C、维持合适的泥浆密度,平衡地层;提高泥浆的抑制防塌能力,防止井壁垮塌。 D、适当延长循环洗井时间,减少停泵时间,严格控制钻具在井眼中的静止时间。 3) 键槽卡钻

发生键槽卡钻的主要原因是井身质量不好,在某一井段能内存在有井斜角与井斜方位角的突然变化,即形成的所为“狗腿”时,由于起下钻或钻进过程中,容易在此处造成键槽,钻具易嵌入键槽中,从而造成键槽卡钻。键槽卡钻与其它类型的卡钻完全不同,有相对固定的卡钻点,钻具有一定的活动范围,能建立正常的循环,泵压不升高等,在其处理上,泥浆方面主要是积极配合工程做好工作,保持泥浆的性能稳定,流变特性润滑性良好和充足的泥浆量。 4) 钻头泥包卡钻

钻头泥包卡钻主要是钻头发生泥包后,上提钻具至规则井眼处或小井眼处时操作不当所造成的卡钻事故,对这种类型的卡钻事故主要采取工程措施来解决,如接方钻杆开泵建立循环、下放钻具等,对泥浆而言,只在卡钻解除或建立循环后,提高泥浆抑制页岩水化的能力或采用强抑制型泥浆,不用或少用分散类型泥浆处理剂。 5) 缩径卡钻和岩盐层蠕动缩径卡钻 A、

缩井卡钻主要是指地层具有较高的吸水膨胀性,使所钻井眼小于钻头尺寸,在上提、下放钻具时操作不当所造成的卡钻事故。这类卡钻事故首先是加强短起下钻及划眼技术措施的落实,修正好井眼;其次是适当增大排量,改变泥浆流型,增大钻井液的冲

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刷作用,使井径有适度扩大;第三是采用强抑制泥浆,控制地层膨胀;第四是适当提高泥浆密度。 B、

岩盐层蠕动缩径卡钻主要是指在岩盐层钻进中,由于岩盐层在高温(100度以上)下变成一个塑性体,在上覆地层压力的作用下,产生岩盐层蠕动和井径缩小,从而造成井下遇阻遇卡。解决这类卡钻事故的方法主要有增大泥浆密度(但不可造成地层漏失)使其接近或等于上覆地层的压力,消除产生岩盐层蠕动和缩径;其次是使用清水或不饱和盐水泥浆循环,使挤入井内的岩盐溶解,从而实现解除卡钻的目的。 2、 井喷

井喷是指在钻井过程中,地层流体侵入泥浆中并随泥浆循环而上窜直至喷出地面。一旦发生井喷,再进行处理不仅事倍功半,而且损失之大、危害之大不可言述,因此防止发生井喷就显得十分重要。

A、 开钻前注意收集、分析本地区已钻井的各项技术资料,清楚地层正常压力梯度和破裂B、 C、

压力,确定是否有异常压力地层。 确定合理的井身结构和套管程序。

选择合理的泥浆类型,确定合适的泥浆密度范围,保持泥浆具有良好的流变特性和稳

定的性能参数。

D、 起下钻作业过程中,防止发生抽吸及即时灌满泥浆,保持井筒内压力平衡。 3、 井漏

井漏是钻井过程中常见的现象之一,轻微的漏失对钻井生产的影响不大,但大的漏失对钻井就有很大的影响,如不能及时处理,往往会导致井喷、井壁垮塌及发生卡钻事故,造成巨大的损失。

1) 井漏类型:钻井过程中发生井漏的因素很多,与钻井措施、泥浆密度、地层因素等有A、 B、

关,常见的井漏有如下几种:

渗透性漏失:钻遇疏松、胶结不好或渗透率高的砂岩、砾石等地层易发生渗透性漏失,其特点是漏失量相对偏小,能够建立循环。一般漏失速度为几---几十方/小时。

裂缝性漏失:地层中存在有天然裂缝,由于受裂缝大小、长短、方向、连通性等因数的影响,一般裂缝小、裂缝长度短、连通性差所表现为小型漏失,一般漏失速度为几---几十方/小时;其余大多表现为大型漏失或特大型漏失。一般漏失速度为几十---几百方/小时或只进不出。

溶洞性漏失:天然溶洞多数存在灰岩地层中,钻遇这种地层时往往会发生溶洞性漏失,大多表现为只进不出。

压差性漏失:主要是地层的压力梯度小、承压能力低,当泥浆密度高或下钻过猛等造成压力激动,压破地层,进而诱发井漏。本地区刘家沟组地层的破裂压力一般在1.36g/cm3当量密度,个别区块仅有1.20g/cm3当量密度,其发生的漏失多数属于这种漏失类型,

井漏处理:发生井漏并不可怕,要沉着冷静,分析井漏发生的原因,确定漏失类型,漏层深度,研究堵漏方案,即时迅速实施堵漏措施,将漏失损失降到最小。

处理压差性漏失主要有:尽可能保持低的泥浆密度和良好的流变特性;控制下钻速度、减少压力激动;适当降低泵排量。

处理渗透性漏失主要有:停钻,将钻具起到安全位置(套管内),采用静止法堵漏;适

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C、 D、

2) A、 B、

当提高泥浆粘度、切力;在泥浆中添加一定量的堵漏材料诸如单向压力封堵剂DF-A、混合堵漏材料HD、锯木、麦杆等;适当降低泥浆密度;适当控制排量。或可采取边漏边钻的方法将全部漏失层位钻穿,在选择上述堵漏方法时,也可采用多种方法联合使用,彻底解决漏失问题。

处理裂缝性漏失主要有:首先采用处理渗透性漏失的方法进行堵漏,如果堵漏无效,可采用下述方法:

桥塞堵漏:在原浆的基础上加入10-30%HD+5-10?-A+-2-5%锯木+1-3%的长短纤维(如棕丝)+适量的坂土以及其它处理剂(具体施工有室内试验确定配方),依据漏失情况按配方配制足够的堵漏桥浆,用光钻杆将堵漏桥浆注入漏层,将钻杆起到安全位置,结合井口进行适当的加压,静止24小时后,以小排量钻过漏层再逐步恢复钻进。 石灰乳堵漏:以石灰乳(1.35—1.40g/cm3)和新配坂土浆(1.20-1.25g/cm3)按1:1或2:1的比例混合,加入适当的烧碱水(3%)和少量其它纤维状材料(具体施工配方在使用前要由室内试验确定),配好后用光钻杆将其注入到漏失井段,再将钻杆起到安全位置并结合井口进行适当的加压,静止24小时之后,以小排量钻完石灰乳堵浆,并逐步恢复钻进。 c、

柴油坂土水泥堵漏;水泥:坂土=1:1或2:1,使用柴油作为配浆液,配密度为1.45—1.50g/cm3的柴油坂土水泥浆。将光钻杆下过漏失层位,用1--2方柴油作前置液,注入柴油坂土水泥浆,再用1—2方柴油作后置液,最用泥浆将柴油坂土水泥浆替到漏失层位(注意替量要准确),再将钻具起到安全位置并结合井口进行适当加压,后凝24小时以上,用小排量钻水泥塞并恢复钻进。

快凝水泥堵漏:确定漏失层位和漏失性质后,将光钻杆下到漏层底部5—10米,快速注入快凝水泥(快凝水泥配方要由室内试验确定),再将钻具起到安全位置,循环一周

C、 a、

b、

d、

后起钻后凝,后凝12小时后,下钻以小排量钻掉水泥塞,再起钻到安全位置后凝12小时以上。这种方法一般在井深2500米以内的井使用,井深超过2500米后使用此法时要小心谨慎。

e、 粘土块或泥球堵漏:使用粘土、适量水泥、少量棕丝、HD等材料,用水混半均匀,

做成井眼直径1/3—1/4尺寸的泥球,从井口投入井眼中,投入一定量后,下钻以尽可能小的排量缓慢划过漏层,观察漏失情况,如果不漏恢复钻进,如果仍然漏失,再继续堵漏。

D、处理溶洞性漏失:钻遇溶洞性漏失层位时,一般采用投泥球或碎石块的堵漏方法,其堵漏效果较好,也可结合快凝水泥堵漏、柴油坂土水泥堵漏等使用。 4、 井壁垮塌

井壁垮塌是指钻井过程中,由于裸露井眼因地层因素、泥浆因素及钻井操作不当等因素所引起的井壁失稳而出现井壁剥蚀、掉块及垮塌。井壁垮塌危害极大,处理不当会严重影响井下安全、井身质量及造成巨大的经济损失。

1) 地层因素:高压地层的压力释放、构造应力地层应力的释放、破碎地层断层及较大倾

角地层煤层、岩盐层等。 2) 泥浆因素:泥浆密度偏低、性能不适应地层、泥页岩水化等。 3) 其它因素:起下钻操作不当、排量过大、钻具碰撞井壁等。

在造成井壁垮塌的诸因素中,泥页岩水化所引起的井壁垮塌是钻井过程中最常遇到的井壁垮

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