井眼净化技术

1、井眼净化技术井眼净化技术 井眼净化是钻井过程中一项非常重要的技术，井眼井眼净化是钻井过程中一项非常重要的技术，井眼净化不好会造成钻井液有害固相增高，导致机械钻速净化不好会造成钻井液有害固相增高，导致机械钻速下降，扭矩增大，钻屑粘附在井壁上，形成虚泥饼，下降，扭矩增大，钻屑粘附在井壁上，形成虚泥饼，造成摩阻增大，起下钻不顺利，电测、下套管作业困造成摩阻增大，起下钻不顺利，电测、下套管作业困难，甚至会导致沉砂、压差卡钻等井下事故，直接威难，甚至会导致沉砂、压差卡钻等井下事故，直接威胁井下安全。胁井下安全。1 1、井斜角、井斜角 随着井斜角增大，井眼净化难度越来越大，在井斜角超过随着井斜角增大，井眼

2、净化难度越来越大，在井斜角超过3030的的井段及水平井段表现得尤其明显。井斜角井段及水平井段表现得尤其明显。井斜角 时，易形成岩时，易形成岩屑床，停止循环时，岩屑床在重力的作用下有可能停留在井壁下侧屑床，停止循环时，岩屑床在重力的作用下有可能停留在井壁下侧或下滑到井底。当井斜角或下滑到井底。当井斜角 6060时，岩屑沉淀并聚集在井眼底侧，时，岩屑沉淀并聚集在井眼底侧，钻井液停止循环时，岩屑床也不再向下滑动。钻井液停止循环时，岩屑床也不再向下滑动。一、影响井眼净化的因素一、影响井眼净化的因素2 2、排量与环空返速、排量与环空返速 排量与环空返速的大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态及浓度。排量与

3、环空返速的大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态及浓度。无论是任何井型，提高环空返速，都会使井眼净化状况得到改善；但是，无论是任何井型，提高环空返速，都会使井眼净化状况得到改善；但是，排量过大容易把井壁冲垮，排量小了带砂不好；排量过大容易把井壁冲垮，排量小了带砂不好；3 3、 环空流型环空流型 环空倾角在环空倾角在0 04545时，层流比紊流携岩效果好；环空倾角在时，层流比紊流携岩效果好；环空倾角在55559090时，环空钻井液的流态对井眼净化影响比较大，当流态时，环空钻井液的流态对井眼净化影响比较大，当流态从层流过渡到紊流时，岩屑床面积急剧下降，紊流比层流携岩效果从层流过渡到紊流时，岩屑床面积

4、急剧下降，紊流比层流携岩效果好；环空倾角在好；环空倾角在45455555时，两种流态的携岩效果基本相同。时，两种流态的携岩效果基本相同。4 4、钻井液流变性能、钻井液流变性能 层流状态下，提高钻井液的动切力和动塑比，可获得较好的携岩效层流状态下，提高钻井液的动切力和动塑比，可获得较好的携岩效果。紊流条件下果。紊流条件下, ,钻井液携岩能力一般不受其流变性影响。触变性在井钻井液携岩能力一般不受其流变性影响。触变性在井斜角斜角30307070范围内对形成紊流的临界流速影响较大。因为触变性越范围内对形成紊流的临界流速影响较大。因为触变性越大斜井段环空低边形成的不动区范围越宽大斜井段环空低边形成的不动

5、区范围越宽, ,不利于携屑、冲蚀不利于携屑、冲蚀, ,易形成岩易形成岩屑床。屑床。5 5、 钻柱尺寸钻柱尺寸 在一定井眼直井的情况下，随着钻柱尺寸的增大，环空间隙减小，在一定井眼直井的情况下，随着钻柱尺寸的增大，环空间隙减小，环空返速增加，有利于携岩。环空返速增加，有利于携岩。6 6、转速、转速 转动钻柱有利于井眼净化，在大斜度井段，钻柱的旋转，对沉积的转动钻柱有利于井眼净化，在大斜度井段，钻柱的旋转，对沉积的钻屑起搅拌作用，有利床面岩屑的离去。大斜度井段钻屑起搅拌作用，有利床面岩屑的离去。大斜度井段, ,钻具相对岩屑钻具相对岩屑床处于床处于“准准”静止状态静止状态( (不活动钻具、滑动钻进、

6、钻具转速不活动钻具、滑动钻进、钻具转速70r/min4040井斜的井适用紊流（井斜的井适用紊流（R2000R2000）携砂；通过现场观察水平段施工）携砂；通过现场观察水平段施工粘切低时振动筛处返砂正常，粘切高时返砂明显减少。在有大肚子的粘切低时振动筛处返砂正常，粘切高时返砂明显减少。在有大肚子的井眼适用平板型层流；延长参井眼适用平板型层流；延长参1 1井三开粘度低于井三开粘度低于180s180s钻具就提不动，钻具就提不动，高于高于180s180s井下就正常。井下就正常。3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型4、段塞洗井技术、段塞洗井技术 对于存在有大肚子的井，应配制

7、粘度对于存在有大肚子的井，应配制粘度100100200s200s的钻井液的钻井液202030m330m3注注入井内形成一段塞流，将井内岩屑带出；对泥饼虚厚、岩屑多、井斜入井内形成一段塞流，将井内岩屑带出；对泥饼虚厚、岩屑多、井斜大的井，变排量洗井、短起下效果不明显的，应采用大的井，变排量洗井、短起下效果不明显的，应采用“紊流段塞紊流段塞”洗洗井。其方法是：配制井。其方法是：配制1015m3 351015m3 3545s45s左右的低粘度钻井液，替入环左右的低粘度钻井液，替入环空，利用较大雷诺数的低粘度钻井液冲刷井壁及岩屑床，使岩屑处于空，利用较大雷诺数的低粘度钻井液冲刷井壁及岩屑床，使岩屑处于

8、分散状态，随后以高粘切钻井液携砂。此工艺避免了为了实现紊流携分散状态，随后以高粘切钻井液携砂。此工艺避免了为了实现紊流携砂使整个环空系统钻井液处于低粘切状态，又能实现真正意义上的砂使整个环空系统钻井液处于低粘切状态，又能实现真正意义上的“紊流洗井紊流洗井”，同时，同时，“紊流段塞紊流段塞”短时间冲刷井壁，对井壁稳定性短时间冲刷井壁，对井壁稳定性造成的影响也不大。造成的影响也不大。3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型5 、合适的钻井液性能、合适的钻井液性能 在保证不压裂地层和保护油气层的情况下，尽可能使用高密度钻井在保证不压裂地层和保护油气层的情况下，尽可能使用高密

9、度钻井液，不但有利于井壁的稳定，减少岩屑的产生，同时可增强钻井液的液，不但有利于井壁的稳定，减少岩屑的产生，同时可增强钻井液的携岩能力；携岩能力； 井径规则井眼在满足携带和悬浮岩屑的情况下，应保持低粘切；井径规则井眼在满足携带和悬浮岩屑的情况下，应保持低粘切；在现场施工中，通常采用提高动塑比在现场施工中，通常采用提高动塑比(0.36(0.360.7)0.7)和低剪切速率下有效和低剪切速率下有效粘度，避免盲目提高钻井液漏斗粘度来改善环空井眼净化效果的不科粘度，避免盲目提高钻井液漏斗粘度来改善环空井眼净化效果的不科学做法；学做法； 控制初、终切力差值，避免钻井液触变性过大，从而产生过高的抽控制初、

10、终切力差值，避免钻井液触变性过大，从而产生过高的抽汲与激动压力；汲与激动压力； 3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型6、 经常活动钻具，缩短泥浆静止时间，勤搞短起下经常活动钻具，缩短泥浆静止时间，勤搞短起下 在水平井施工过程中，尽可能缩短泥浆静止时间，当机械钻速过快时，在水平井施工过程中，尽可能缩短泥浆静止时间，当机械钻速过快时，停止钻进，循环一段时间，待井下正常后方可恢复钻进；循环时要大停止钻进，循环一段时间，待井下正常后方可恢复钻进；循环时要大幅度活动钻具，以破坏岩屑床；起下钻时应控制起下钻速度，并做到幅度活动钻具，以破坏岩屑床；起下钻时应控制起下钻速度，并做

11、到开泵平稳，避免过大的激动压力，防止破坏井壁及井塌；在钻井施工开泵平稳，避免过大的激动压力，防止破坏井壁及井塌；在钻井施工中尽可能缩短钻具在井内的静止时间，如测斜，检修设备时要经常活中尽可能缩短钻具在井内的静止时间，如测斜，检修设备时要经常活动钻具，防止粘附卡钻；在动钻具，防止粘附卡钻；在0 03030井段，每钻进井段，每钻进200200300300米，坚持米，坚持搞一次短起下，在搞一次短起下，在30309090井段，每钻进井段，每钻进5050米，坚持搞一次短起下，米，坚持搞一次短起下，拉刮修复井壁，使粘在泥饼上的岩屑脱落，破坏岩屑床，使井眼规则。拉刮修复井壁，使粘在泥饼上的岩屑脱落，破坏岩屑

12、床，使井眼规则。7、控制机械钻速或适时停钻循环清屑、控制机械钻速或适时停钻循环清屑 特别是小井眼，由于环空间隙小，清砂不及时，最容易造成井下复特别是小井眼，由于环空间隙小，清砂不及时，最容易造成井下复杂，钻进时应控制环空钻井液中岩屑浓度杂，钻进时应控制环空钻井液中岩屑浓度5%5%。3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型8、分段清砂、分段清砂 大位移和水平井，易形成岩屑床，携砂困难，采用从井底往上分段大位移和水平井，易形成岩屑床，携砂困难，采用从井底往上分段循环清砂技术，有利于井眼净化。循环清砂技术，有利于井眼净化。9、采用四级固控设备与包被剂相结合，及时清除钻屑，保

13、持钻井液低固、采用四级固控设备与包被剂相结合，及时清除钻屑，保持钻井液低固相含量相含量 除砂器除砂范围为大于除砂器除砂范围为大于 7474微米的固体颗粒，除泥器的除砂范围为微米的固体颗粒，除泥器的除砂范围为1 10 07474微米的固体颗粒，故对于较小的固体颗粒地面固控设备的作用微米的固体颗粒，故对于较小的固体颗粒地面固控设备的作用就不太明显，须加入絮凝剂，利用它的吸附和架桥作用，使较小颗粒就不太明显，须加入絮凝剂，利用它的吸附和架桥作用，使较小颗粒形成较大颗粒的团块而被清除出去，从而降低泥浆的固相含量，常用形成较大颗粒的团块而被清除出去，从而降低泥浆的固相含量，常用的絮凝剂有的絮凝剂有PAMPAM等。等。3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型3、选用合适的环空流型10、纤维携屑剂、纤维携屑剂 携屑机理：主要影响流体的悬浮性，纤维添加到液体中通过形成纤携屑机理：主要影响流体的悬浮性，纤维添加到液体中通过形成纤维层维层/ /纤维网络来悬浮岩屑，减缓岩屑的沉降速度。当纤维曲度较大，纤维网络来悬浮岩屑，减缓岩屑的沉降速度。当纤维曲度较大，流体的悬浮能力