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定向穿越中泥浆比重调节的重要性

定向穿越中泥浆比重调节的重要性

一.钻井液的作用及控制难点

配比的钻井液是定向穿越中重要的材料,被视为定向钻井的“血液”,其主要作用是携带和悬浮钻屑并排到地表、稳定孔壁和降低钻进时所需的扭矩和推拉力、冷却和冲洗孔底钻具。而泥浆又是非常昂贵的,所以我们在使用泥浆时应采取一些措施来高效地利用泥浆。

在穿越距离就比较长,而且地质层复杂,特别是广为分布的粉细砂层成孔性差,易沉砂,在砂岩层的泥浆漏失率大;为了能达到将鉆屑较好地排出地面的目的,在管线埋深大、距离长的条件下,额定的钻井液流量和压力都会很大,这样就不可排除江底冒浆的可能性,一旦冒浆,将打破定向井内的泥浆系统的良性循环,更容易造成塞孔和塌孔,甚至会导致卡钻。而在钻导向孔、预扩孔和回拖各阶段均需泥浆保证良好的成孔、有效的携砂性能和润滑性能,这对泥浆的性能提出了很高的要求。泥浆的主要工艺性能是流变性和失水造壁性,现场控制的主要因素是泥浆的粘度、各种添加剂的配制以及泥浆的压力和流量。

二.对泥浆控制采取的技术措施

1.基浆的配置:

按照事先确定的试验泥浆配比,由于水平定向钻泥浆回收较低(相对油田钻井),施工过程中随时需要补充大量新配置的泥浆,选用造浆率高的优质钠基膨润土配浆,对保证钻进质量和提高钻进速度尤为重要。

2.泥浆性能的控制和调整:

a.钻井液配比的加剂:为使泥钻井浆具有良好的流变性、高携砂性、固壁和润滑性能,在配出钻井液的基础上,再按泥浆重量的2-4‰比例加入的各种钻井液添加剂,使用的钻井液添加剂有:增粘剂、固壁剂和润滑剂等。

b.钻井液的粘度控制:根据穿越段地质层情况,在钻导向孔阶段,泥浆粘度控制在60~65S;在预扩孔和回拖阶段钻井液粘度提高5-10S,达到65~70S;实际上在使用过程中,钻井液的配比随地层不同而随之变化,并选用不同的添加剂。

c.各阶段泥浆性能调整:为保证鉆屑携带和井内清洁,有效控制钻井液的失水性,以防止塌孔。这种情况下,就得增大固壁剂和增粘剂的含量。要及时提高润滑剂的配比量,适当降低粘度和切力,保证钻井液的流变性良好,使鉆屑顺利排到地面,增强钻井液的润滑性,降低钻机旋转力及推进阻力。为了增强钻井液的造壁性能,防止井壁塌陷,防止缩径等一系列不确定因素,这个时候就得增大固壁剂、增粘剂流了。为提高钻井液的润滑性,降低摩擦阻力,增强携屑效果;需提高增粘剂和润滑剂剂量(润滑剂剂量可增至基浆重量的10‰)。

3.泥浆压力和流量的控制:

定向穿越中所使用的钻井泥浆的压力和流量控制原则:高流量、低压力,通过调整高压泥浆泵的档位和转速、钻井液喷嘴大小和数量、控制钻进和回拉速度等来实现。

4.泥浆的搅拌混合和回收:

a.在扩孔和回拖期间,往往需要补充大量的泥浆,增加泥浆循环管路长度,相对延长了膨润土及添加剂的熟化、混合时间,确保了泥浆的性能达到既定要求。

b.安装泥浆循环系统,通过对回流泥浆的筛选处理,使回流泥浆循环使用,一可更有效地保证泥浆的供应量;二可减少环境污染。

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