A. 鑽機時,所說的反循環是什麼意思
正常的循環是從高壓管匯到鑽具然後通過環空排除的過程。
反循環就是相反的過從,通過壓井管匯,把泥漿從環空注入,通過鑽具再排除的過程。
反循環通常用來處理一些井下復雜情況,比如井涌等。
B. 鑽井工程習題答案 影響機械鑽速的因素有哪些
1、鑽井裝備對機械鑽速的影響
鑽井裝備適用於各種地層,也是影響機械鑽速的關鍵因素。在80年代初,噴射鑽井在油氣勘探開發中被廣泛應用,大幅度提高了鑽井速度。近年來,鑽井裝備及鑽井技術沒有太大的進步,雖然有很多鑽井工程引進了1300馬力的泥漿泵,但是泥漿泵的實際功率發揮不出設計值的60%,大多數泥漿泵只能在50%的額定工況下進行工作,並且泵壓超過20Mpa就會頻繁修泵,從而影響了機械鑽速的提高。
隨著套管鑽井裝備在鑽井工程中的廣泛應用,大量減少了下套管和起下鑽的時間,近一步提高了鑽井速度。還有連續油管鑽井的應用也大幅度減少了起下鑽的時間,並能夠在完井時切下油管作為完井的油管,從而大大加快了完井和鑽井的速度。鑽井裝備中大功率絞車與電驅動鑽機的應用也提高了機械鑽速。因此,機械鑽速的提高離不開鑽井裝備及鑽井技術的更新和進步,在油氣勘探開發過程中要大力發展高科技的鑽井裝備,進一步提高機械鑽速。
2、鑽井液對機械鑽速的影響
鑽井液對機械鑽速的影響主要有鑽井液密度、流變性、固相含量、潤滑性、失水量等因素。如果鑽井液中的固相含量越高,機械鑽速就會越低;鑽井液的粘度越高,機械鑽速就越低。鑽井液密度與固相含量有著密切的聯系,同時也和分散的鑽屑或者低密度的劣質土等有害固相含量有關,如果不能及時排除這些有害成份,就會對機械鑽速產生不利的影響。
鑽井液的密度直接影響著機械鑽速,它與機械鑽速成反比,機械鑽速越大、當量循環密度越小時,降低鑽井液密度能夠有效減小當量循環的密度,其次可以減小黏度。降低鑽井液密度要考慮以下因素:(1)井底壓差和地層流體流入井筒時的速度有關,如果負壓差過大,就容易造成井噴;(2)鑽井液密度太低,較容易造成井壁失穩,造成井壁岩石垮塌,把鑽具掩埋掉。而鑽井液密度太高,容易造成地層破裂,從而漏失大量的鑽井液。
3、地層對機械鑽速的影響
地層對鑽速的影響主要表現在地層的壓實程度。隨著地層埋深程度的不斷增加,地層岩石受壓實的程度也會隨之增加,如果地層成岩性好,就會降低機械鑽速。並且地層在不同環境下沉積,它的可鑽性也會存在很大的差異。對於礫岩地層,如果使用牙輪鑽頭,由於礫石的破碎性弱以及地層的不均質性,其機械鑽速就會低於砂泥岩地層。還有對於同樣埋深情況下的高於泥岩地層,其地層的含鈣質膠結也會對地層的可鑽性和機械鑽速產生嚴重的影響。
地層的復雜程度對機械鑽速的影響就要表現在以下幾個方面:(1)以大慶為代表的淺層油田,由於多年的開發,其儲層已經嚴重虧空。並且因壓裂和高壓而產生了人工地層裂隙,甚至出現地層壓力異常,從而在加密井、調整井的施工中出現井涌、井漏、卡鑽的情況,由於裸眼段泥漿的浸泡時間不斷的增加,泥頁岩的水化膨脹,導致了井壁掉塊甚至坍塌;(2)以塔里木為代表的中深部地層油田,山前的構造地應力分布十分復雜,導致井眼嚴重失穩。煤層的垮塌、泥頁岩的坍塌、軟泥岩和鹽膏層的蠕變縮徑,還有多套壓力系統的共存造成了井涌、井漏、卡鑽的現象。
4、鑽壓對機械鑽速的影響
鑽壓對機械鑽速也有著十分重要的影響,在井底凈化完善的前提下,機械鑽速會隨著鑽壓的增加而增大。但是鑽壓有上限值,以下兩個臨界條件來決定鑽壓的上限值:(1)在鑽進中要避免鑽桿超過其縱向彎曲的載荷;(2)減少鑽頭的使用數量,降低鑽進的成本。為滿足鑽進的經濟效益及成本最低要求,減少鑽頭能夠降低鑽井的操作費用。在鑽井過程中,鑽壓的取值會有一定的范圍,因此最小化的成本鑽壓不能保證最大化的機械鑽速。
在進行鑽前的施工設計中,要在充足的數據資料前提下建立起鑽頭使用費用、鑽壓以及轉速之間的關系圖標,通過圖解方法確定鑽壓的最小化和機械轉速的最大化。如果低成本的鑽壓超過了鑽桿的縱向彎曲載荷,就需要減少鑽壓到鑽桿的縱向彎曲載荷相符的鑽壓。對於在鑽大位移井與水平井時,鑽桿要在壓縮的狀態下才能充分滿足鑽壓的要求。並且在鑽具上安裝扶正器,有助於提高鑽桿的縱向彎曲載荷。
5、優化鑽井液性能
優化鑽井液性能可以使用鑽井液提速劑,它有以下幾點優勢:(1)快速吸附作用鑽頭。當破碎泥岩後,泥岩的表面積會增加,為降低體系的能量會自動地吸附到鑽具上,從而出現泥包現象。而提速劑能夠優先吸附在鑽頭和鑽具的表面以及泥岩碎屑,讓鑽屑的表面潤濕,從而防止鑽頭起泥包,提高機械鑽速;(2)濾液滲透作用。由於正壓差的作用,從而造成鑽屑不易從井底帶出,導致鑽頭重復切削鑽屑。鑽井液可快速地滲透到井底的岩石微裂縫中,有助於降低壓持作用,讓井底的鑽屑能夠及時的抽出;同時,由於鑽井液的濾液快速地滲透到地層,從而降低了岩石的強度,有助於鑽頭破岩;(3)潤滑作用。優化鑽井液的潤滑性能,能夠有效地降低扭矩;(4)降低亞微米顆粒的含量。優化鑽井液的性能有助於降低亞微米顆粒的含量,提高鑽井液的動塑比例,讓鑽井液的剪切稀釋性增加。當泵功率一定時,提高排量,有助於鑽頭的水力破岩。