塌,其解决办法主要是阻止水份进入泥页岩,控制泥页岩水化分散。解决井壁垮塌的具体做法有: A、
对于地层因素造成的井壁垮塌以提高泥浆密度,利用更高的液柱压力平衡地层岩石侧向力;对破碎地层除提高泥浆密度外,还要提高泥浆的屈服值,以利于将已经垮塌的岩屑循环带出井眼。
对于泥页岩水化造成的井壁垮塌主要措施有三条:一是降低失水量,改善泥饼质量,减少滤液侵入,二是加入沥青类材料,堵塞微裂缝,三是提高钻井液的矿化度,抑制泥页岩水化膨胀。可以选择具有一定矿化度的三磺钻井液、钾盐泥浆、高抑制聚合物泥浆等;严格控制滤失量,提高泥浆滤液粘度;控制泥浆的酸碱性,一般控制PH值在8.5—9.0。
对于因机械因素所造成的井壁垮塌应注意在操作上、钻井工艺措施上等进行改进。 地层出水
B、
C、 5、
地层出水是指钻井过程中,地层水进入钻井液中并随循环而返出地面的过程。由于地层水的矿化度较高,含有较多的重金属离子和高价阴离子,这些含有多种离子的地层水往往会破坏钻井液原有性能的稳定,严重时会造成井壁垮塌,发生卡钻等井下事故和复杂。出水量较小,对钻井液性能影响不大时,可以不考虑;出水量较大且严重影响钻井液性能时,则应加大钻井液密度,压住出水,也可采取下套管封隔的办法。 6、 其它伤害下的泥浆处理
钻井过程中还会遇到许多意想不到的、导致钻井液性能变差、变坏的因素,严重时也会导致井下复杂和事故,其主要有:发生钙、石膏、盐、盐水、锶、钡等污染、钻屑等有害固相侵害、碳酸根、重碳酸根等侵害,每一种污染或侵害的有与其相对应的处理方法,现场处理时首先要分析污染或侵害的原因所在,选择合适的钻井液类型或使用适当的处理剂进行处理,否则会带来井下复杂。
1) 钙、石膏污染:选择碳酸钠配合Fcls进行处理。 2) 盐、盐水污染:选用盐水或饱和盐水钻井液。 3) 锶、钡污染:选择碳酸锌进行处理。
4) 有害固相侵害:利用固控设备清除有害固相,或放掉部分钻井液,补充优质钻井液。 5) 碳酸根、重碳酸根侵害:首先用水泥等将钻井液中的碳酸根、重碳酸根处理掉,再用
碳酸钠将剩余的钙处理掉,最后选用Fcls等处理剂调整好钻井液各项性能参数,恢复钻井工作。
五、 常用钻井液计算公式
1、 配制钻井液所需要的坂土量
ρ土(ρ-ρ水)
W=———————— V ρ土—ρ水
式中 W-------配制钻井液所需要的坂土重量(吨) V--------欲配制的钻井液量(m3) ρ水-----配浆水的密度(g/cm3)
11
ρ土-----配浆坂土密度(g/cm3)
ρ------欲配制的钻井液密度(g/cm3)
2、
配制钻井液所需要的水量
W V=V1— —— ρ土
式中 V-------配制钻井液所需要的水量(m3) V1-----欲配制的钻井液量(m3)
W------配制钻井液所用的坂土量(吨) ρ土----配浆坂土的密度(g/cm3)
3、 加重钻井液所需要的加重材料
ρ重(ρ2—ρ1) W=———————— V ρ重—ρ2
式中 W-----加重钻井液所需要的加重材料(吨) V-----所需要加重的钻井液量(m3) ρ重---加重材料的密度(g/cm3)
ρ2 ----加重后的钻井液密度(g/cm3) ρ1-----加重前的钻井液密度(g/cm3)
4、 加水降低钻井液所需要的用水量
ρ原—ρ稀
V=——————ρ水V1 ρ稀—ρ水
式中 V-----加水降低钻井液密度所需要的水量(m3) V1----所需要加水降低密度的钻井液量(m3) ρ原---加水前钻井液密度(g/cm3)
ρ稀---加水稀释后的钻井液密度(g/cm3)
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ρ水---加入水的密度(g/cm3)
5、 井筒容积计算
π D2 V=———— H 4
式中 V----井筒容积(m3) D----井眼直径(m) H----井深(m) 6、
Q=n k/60
式中 Q-------泥浆泵排量(l/s)
n-------泥浆泵每冲排量(l/冲) k------泥浆泵冲数(冲/分)
7、 钻井液在环空中的上返速度
12.7Q
V=—————— D2—d2
式中 V------环空中钻井液的上返速度(m/s) Q-----泥浆泵排量(l/s) D2------井眼直径(cm) d2------钻具直径(cm)
8、 钻井液循环一周时间(循环周)
V T=———— 60Q
式中 T-----钻井循环一周所需要的时间(min)
V-----参加循环的井筒内和地面的钻井液总体积(l) Q----泥浆泵排量(l/s)
13
泥浆泵排量
9、
压井钻井液密度计算
100(P立+P安全) ρ=ρ0+ ——————— H
式中 ρ----压井所需要的钻井液密度(g/cm3) ρ0---压井前钻井液密度(g/cm3) P立---关井后立管压力(MPa)
P安全---安全压力,一般取0.5—1.5MPa H----井深(m)
14