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，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，直接威胁井下安全。中原石油勘探局钻井公司1、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30°的井段及水平井段表现得尤其明显。井斜角＞３０°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或下滑到井底。当井斜角＞60°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。一、影响井眼净化的因素中原石油勘探局钻井公司2、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。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；3、环空流型环空倾角在0°～45°时，层流比紊流携岩效果好；环空倾角在55°～90°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好；环空倾角在45°～55°时，两种流态的携岩效果基本相同。中原石油勘探局钻井公司4、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。触变性在井斜角30°～70°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,不利于携屑、冲蚀,易形成岩屑床。5、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，环空返速增加，有利于携岩。6、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,钻具相对岩屑床处于“准”静止状态(不活动钻具、滑动钻进、钻具转速<70r/min等),岩屑床不会受到破坏,且厚度可能会增加;钻具相对岩屑床处于运动状态(上下运动速度≥0.22m/s、转速≥80r/min),不利于岩屑床形成，岩屑床会遭到破坏。中原石油勘探局钻井公司7、钻井速度与岩屑尺寸钻井速度过快时，会造成环空钻屑浓度过大，岩屑床厚度增加；岩屑尺寸太大，不易被带出井眼，不利于钻屑的净化。8、不规则井眼钻井过程中在钻遇不稳定地层时，常形成大肚子井眼，钻屑上返过程中易进入大肚子内，造成岩屑困难。中原石油勘探局钻井公司二、井眼净化情况判断1、井眼净化良好筛面返砂与钻井速度相比正常；钻井液各种性能参数稳定；钻井各工况井下正常；地质录井岩屑不混杂，地质分隔清晰。2、井眼净化不良振动筛返砂明显减少，活动钻具阻卡严重，下钻划眼，转盘扭矩异常大，录井岩样杂乱，下钻到底有大量岩样反出等。中原石油勘探局钻井公司三、井眼净化技术措施1、优选排量与环空返速排量的大小一般根据环空返速确定，环空返速1.0~1.2m/s即可。存在大肚子小井眼的井，一般情况下，只要井下正常，没有必要把大肚子里的掉块推出来。若推出来，又带不出来，反倒会出现井下复杂。文383-非平1井，水平段打出一段泥岩，有大肚子井眼，6寸井眼完钻通井时用130缸套3个反尔就蹩泵，用120的缸套3个反尔井下就正常，下套管前用120缸套3个反尔循环通井后下套管顺利（该井还是31/2的钻杆）。陕北施工的YB282-H02井和DPT-72井两口井的水平段，4寸钻杆，130缸套钻进，两口井均出现井下复杂，其中YB282-H02井蹩泵几次划眼困难，DPT-72井出现了循环过程中卡钻，两口井调整泥浆性能后，把缸套换成120或110的，顺利交井。中原石油勘探局钻井公司2、变排量洗井正常钻进时，进尺150~300米，提高柴油机转速，增大泵排量3~5L/s持续12~20min,条件允许，可增加一个凡尔，提高环空流体的雷诺数，“激活”砂床岩屑。完井通井时用更换大水眼或不装水眼，用原浆增加一个凡尔排量洗井，彻底清楚井壁滞流岩屑，保证完井作业顺利。3、选用合适的环空流型

0～30°井斜的井适用层流（钻井流体的雷诺数R＜2000）携砂，>40°井斜的井适用紊流（R>2000）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。在有大肚子的井眼适用平板型层流；延长参1井三开粘度低于180s钻具就提不动，高于180s井下就正常。中原石油勘探局钻井公司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、段塞洗井技术对于存在有大肚子的井，应配制粘度100～200s的钻井液20～30m3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、井斜大的井，变排量洗井、短起下效果不明显的，应采用“紊流段塞”洗井。其方法是：配制10~15m335～45s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“紊流洗井”，同时，“紊流段塞”短时间冲刷井壁，对井壁稳定性造成的影响也不大。中原石油勘探局钻井公司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；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(0.36～0.7))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，从而产生过高的抽汲与激动压力；中原石油勘探局钻井公司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动钻具，防止粘附卡钻；在0°~30°井段，每钻进200～300米，坚持搞一次短起下，在30°~90°井段，每钻进50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。7、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，最容易造成井下复杂，钻进时应控制环空钻井液中岩屑浓度≤5%。中原石油勘探局钻井公司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。9、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除砂器除砂范围为大于74微米的固体颗粒，除泥器的除砂范围为10～74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PAM等。中原石油勘探局钻井公司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/纤