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文档简介
石油常用名词解释石油又称原油,是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。 石油由碳氢化合物为主混合而成的,具有特殊气味的、有色的可燃性油质液体!天然气是以气态的碳氢化合物为主的各种气体组成的,具有特殊气味的、无色的易燃性混合气体。 目前就石油的成因有两种说法:无机论 即石油是在基性岩浆中形成的;有机论 即各种有机物如动物、植物、特别是低等的动植物像藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。 在整个的石油系统中分工也是比较细的:物探专门负责利用各种物探设备并结合地质资料在可能含油气的区域内确定油气层的位置;钻井利用钻井的机械设备在含油气的区域钻探出一口油井并录取该地区的地质资料;井下作业利用井下作业设备在地面向井内下入各种井下工具或生产管柱以录取该井的各项生产资料,或使该井正常产出原油或天然气并负责日后石油井的维护作业;采油在石油井的正常生产过程中录取石油井的各项生产资料并对石油井的生产设备进行日常维护;集输 负责原油的对外输送工作;炼油将输送到炼油厂的原油按要求炼制出不同的石油产品如汽油、柴油、煤油等! 从寻找石油到利用石油,大致要经过4个主要环节,即寻找、开采、输送和加工,这4个环节一般又分别称为“石油勘探”、“油田开发”、“油气集输”和“石油炼制”。一.钻井工程(一).钻井1.钻头钻头主要分为:刮刀钻头;牙轮钻头;金刚石钻头;硬质合金钻头;特种钻头等。衡量钻头的主要指标是:钻头进尺和机械钻速。2.钻机八大件钻机八大件是指:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。3、 钻井的种类钻探的矿种有:石油、天然气、煤炭、煤层气、冻结井、有色金属、水井、 地热井、盐井、桥梁、桩基、通风井、道、可燃冰等几十种。 石油、天然气钻井的种类最多,达十一种。 1)、探井:为确定油气是否存在,并对油气进行工业评价,取得油气开发所需的地质资料而钻的井称为探井。探井又分为预探井、初探井、祥探井。 2)、生产井:为开采而钻的井称为生产井。 3)、注水(气)井:为注水、注气而钻的井称为注水(气)井。 4)、基准井:为了解地层的沉积特征和含油井情况,验证物探成果,提供地球物理参数而钻的井称为基准井。 5)、剖面井:在覆盖区沿区域性大剖面所钻的井称为剖面井。 6)、参数井:为了解区域构造,提供岩石物性参数所钻的井称为参数井。 7)、构造井:为编制地下某一标准层的构造图,了解其地质构造特征,验证物探成果所钻的井称为构造井。 8)、资料井:为编制油气田开发方案而钻的井称为资料井。 9)、调整井:为进一步提高开发效果和最终采收率而调整原有开发井所钻的井称为调整井。 10)、检查井:为搞清各油层压力,油、气、水分布状况,剩余油饱和度的分布和变化情况,以及各项调整挖潜措施的效果而钻的井称为检查井。 11)、观察井:专门用来了解油田地下动态的井称为观察井。4、地层分为几种类型?1)、稳定地层。2)、未胶结或胶结性很差的松散破碎地层。3)、水敏性溶胀地层。4)、水敏性剥落地层。5)、水溶性地层。6)、裂隙溶洞地层。5.钻柱组成及其作用钻柱通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻柱的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3)传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。6.喷射钻井 喷射钻井是利用钻井液通过喷射式钻头喷嘴时,所产生的高速射流的水力作用,提高机械钻速的一种钻井方法。7.影响机械钻速的因素(1)钻压、转速和钻井液排量;(2)钻井液性质;(3)钻头水力功率的大小;(4)岩石可钻性与钻头类型。7.钻井取心工具组成(1)取心钻头:用于钻取岩心;(2)外岩心筒:承受钻压、传递扭矩;(3)内岩心筒:储存、保护岩心;(4)岩心爪:割断、承托、取出岩心;(5)还有悬挂轴承、分水流头、回压凡尔、扶正器等。8.预测和监测地层压力的方法(1)钻井前,采用地震法;(2)钻井中,采用机械钻速法,d、dc指数法,页岩密度法;(3)完井后,采用密度测井,声波时差测井,试油测试等方法。9.取岩心 取岩心是在钻井过程中使用特殊的取心工具把地下岩石成块地取到地面上来,这种成块的岩石叫做岩心,通过它可以测定岩石的各种性质,直观地研究地下构造和岩石沉积环境,了解其中的流体性质等。10.平衡压力钻井在钻井过程中,始终保护井眼压力等于地层压力的一种钻井方法叫平衡压力钻井。11.井喷是地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象。引起井喷的原因有:(1)地层压力掌握不准;(2)泥浆密度偏低;(3)井内泥浆液柱高度降低;(4)起钻抽吸;(5)其他措施不当等。12.软关井就是在发现溢流关井时,先打开节流阀,后关防喷器,再试关紧节流阀的一种关井方法。因为这样可以保证关井井口套压值不超过允许的井口套压值,保证井控安全,一旦井内压力过大,可节流放喷。13.钻井过程中溢流显示(1)钻井液储存罐液面升高;(2)钻井液出口流速加快;(3)钻速加快或放空;(4)钻井液循环压力下降;(5)井下油、气、水显示;(6)钻井液在出口性能发生变化。14.溢流关井程序(1)停泵;(2)上提方钻杆;(3)适当打开节流阀;(4)关防喷器;(5)试关紧节流阀;(6)发出信号,迅速报告队长、技术员;(7)准确记录立柱和套管压力及泥浆增量。15.钻井中井下复杂情况钻进中由钻井液的类型与性能选择不当、井身质量较差等原因,造成井下遇阻、遇卡、以及钻进时严重蹩跳、井漏、井喷等,不能维持正常钻井和其他作业的正常进行的现象。16.钻井事故是指由于检查不周、违章操作、处理井下复杂情况的措施不当或疏忽大意,而造成的钻具折断、顿钻、卡钻及井喷失火等恶果。17.井漏井漏主要由下列现象发现,(1)泵入井内钻井液量返出量,严重时有进无出;(2)钻井液罐液面下降,钻井液量减少;(3)泵压明显下降。漏失越严重,泵压下降越明显。18.卡钻及造成原因卡钻就是在钻井过程中因地质因素、钻井液性能不好、技术措施不当等原因,使钻具在井内长时间不能自由活动,这种现象叫卡钻。主要有黏附卡钻、沉砂卡钻、砂桥卡钻、井塌卡钻、缩径卡钻、泥包卡钻、落物卡钻及钻具脱落下顿卡钻等。19.处理卡钻事故的方法(1)泡油解卡;(2)使用震击器震击解卡;(3)倒扣套铣;(4)爆炸松扣;(5)爆炸钻具侧钻新眼等。20.井身结构包括:(1)一口井的套管层次;(2)各层套管的直径和下入深度;(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度;(4)各层套管外的水泥上返高度等等。21.完井井口装置(1)套管头-密封两层套管环空,悬挂第二部分套管柱和承受一部分重量;(2)油管头-承座锥管挂,连接油层套管和采油树、放喷闸门、管线;(3)采油树-控制油气流动,安全而有计划地进行生产,进行完井测试、注液、压井、油井清蜡等作业。22.试油在钻井发现油、气层后,还需要使油、气层中的油、气流从井底流到地面,并经过测试而取得油、气层产量、压力等动态资料,以及油、气、水性质等工作,称做试油(气)。23.射孔钻井完成时,需下套管注水泥将井壁固定住,然后下入射孔器,将套管、水泥环直至油(气)层射开,为油、气流入井筒内打开通道,称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。24.井底污染井底污染又称井底损害,是指油井在钻井或修井过程中,由于钻井液漏失或水基钻井液的滤液漏入地层中,使井筒附近地层渗透率降低的现象。25.诱喷射孔之前,为了防止井喷事故,油、气井内一般灌满压井液。射孔后,为了将地层中液体导出地面,就必需降低压井液的液柱,减少对地层中流体的压力。这一过程是试油工作中的一道工序,称为诱喷。诱喷方法有替喷法、抽吸法、提捞法、气举法等。26.钻杆地层测试钻杆地层测试是使用钻杆或油管把带封隔器的地层测试器下入井中进行试油的一种先进技术。它既可以在已下入套管的井中进行测试,也可在未下入套管的裸眼井中进行测试;既可在钻井完成后进行测试,又可在钻井中途进行测试。27.电缆地层测试在钻井过程中发现油气显示后,用电缆下入地层测试器可以取得地层中流体的样品和测量地层压力,称做电缆地层测试。这种测试方法比较简单,可以多次地、重复地进行。28.油管传输射孔油管传输射孔是由油管将射孔器带入井下,射孔后可以直接使地层的流体经油管导致地面,不必在射孔时向井内灌入大量压井液,避免井底污染的一种先进技术。29.岩石孔隙度岩石的孔隙度是指岩石中未被固体物质充填的空间体积Vp与岩石总体积Vb的比值。用希腊字母表示,其表达式为:=V孔隙 / V岩石100%=Vp / Vb100%30.地层原油体积系数地层原油体积系数o,又称原油地下体积系数,或简称原油体积系数。它是原油在地下的体积(即地层油体积)与其在地面脱气后的体积之比。原油的地下体积系数o总是大于1。31.流体饱和度某种流体的饱和度是指:储层岩石孔隙中某种流体所占的体积百分数。它表示了孔隙空间为某种流体所占据的程度。岩石中由几相流体充满其孔隙,则这几相流体饱和度之和就为1(100%)。32.定向井定向井就是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。其剖面主要有三类:(1)两段型:垂直段+造斜段;(2)三段型:垂直段+造斜段+稳斜段;(3)五段型:上部垂直段+造斜段+稳斜段+降斜段+下部垂直段。33.井下动力钻具造斜原理由钻头、井下动力钻具、造斜工具、钻铤、钻杆组成的钻柱入井前处于自由弯曲状态。入井后,钻柱的弯曲受到井壁的限制,而使钻头对井壁产生斜向力,此外,钻头轴线与井眼轴线不重合,从而产生对井壁的横向破碎和对井底的不对称破碎,在井下动力钻具带动钻头旋转过程中,造斜工具不转动,这就保证井眼朝一定方向偏斜一定角度而达到造斜的目的。34.丛式井丛式井是指在一个井场或平台上,钻出若干口甚至上百口井,各井的井口相距不到数米,各井井底则伸向不同方位。丛式井主要有以下优点:可满足钻井工程上某些特殊需要,如制服井喷的抢险井;可加快油田勘探开发速度,节约钻井成本;便于完井后油井的集中管理,减少集输流程,节省人、财、物的投资。(二).钻井液常识1、什么是钻井液?钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的 总称。 2.钻井液的性能及作用钻井液的性能主要有:(1)密度;(2)粘度;(3)屈服值;(4)静切力;(5)失水量;(6)泥饼厚度;(7)含砂量;(8)酸碱度;(9)固相、油水含量。钻井液是钻井的血液,其主作用是:1)携带、悬浮岩屑;2)冷却、润滑钻头和钻具;3)清洗、冲刷井底,利于钻井;4)利用钻井液液柱压力,防止井喷;5)保护井壁,防止井壁垮塌;6)为井下动力钻具传递动力。3.常用的钻井液净化设备常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。4.钻井中钻井液的循环系统构成及循环程序循环系统构成1)、泥浆泵;2)、地面管路;3)、钻杆内孔;4)、钻头水孔;5)、钻具与井壁环状间隙。6)、循环槽泥浆池。循环程序:钻井液罐泵地面 管汇立管水龙带水龙头钻柱内钻头钻柱外环形空间井口泥浆(钻井液)槽钻井液净化设备钻井液罐。5.钻开油气层过程中,钻井液对油气层的损害主要有以下几种损害:(1)固相颗粒及泥饼堵塞油气通道;(2)滤失液使地层中粘土膨胀而堵塞地层孔隙;(3)钻井液滤液中离子与地层离子作用产生沉淀堵塞通道;(4)产生水锁效应,增加油气流动阻力。6.钻井液静液压力和钻井中变化静液压力,是由钻井液本身重量引起的压力。钻井中变化,岩屑的进入会增加液柱压力,油、气水侵会降低静液压力,井内钻井液液面下降会降低静液压力。防止钻井液静液压力变化的方法有:有效地净化钻井液;起钻及时灌满钻井液。7、常用的钻井液类型有哪些?1)、清水: 2、无固相钻井液: 3)、不分散低固相钻井液; 4)、分散钻井液。8、水基钻井液的基本组成是什么? 1)、水; 2)、粘土; 3)、化学处理剂。9、粘土矿物有哪几种? 1)、高岭石; 2)、蒙脱石; 3)、伊利石; 4)、海泡石。10、钻井液性能有什么要求? 1)、比重小于或等于1.05: 2)、漏斗粘度19-22秒: 3)、失水量小于或等于5mL/30min; 4)、泥皮厚度小于或等于0.5毫米; 5)、PH值在7-8范围内。 11、斜井钻井对钻井液的要求相对于直井有什么不同?1)、携带岩屑要求能力更强; 2)、钻井液在井壁上形成的泥皮要求更薄,更富有润滑性。12、泥浆工程师的职责是什么? 1)、设计钻井液类型及配方; 2)、开钻前做好材料的各项准备工作; 3)、材料使用前对材料的各项性能进行鉴定; 4)、按设计配制钻井液并严加管理;5)、发生问题如:缩径、坍塌、井漏、岩粉上返不利等应立即拿出解决方案,使问题尽快解决; 6)、保护好泥浆材料及泥浆仪器; 7)、完钻后对该井泥浆使用情况做详细总结。14、密闭取心钻井液 1)、密闭取心:就是用密封液将钻取的岩心迅速保护起来的一种取心工艺; 2)、密闭取心筒的特点: 、整个内筒是密封的。里面装满了密封液。上端由带密封圈的丝堵密封,下端由密封活塞及内筒插入钻头腔的填料密封。密封活塞下面连接有活塞头,密封活塞通过活塞销固定在钻头进口处。 、内筒的悬挂总成中午轴承、无单流阀。 、取心钻头采用斜水眼偏向井壁。 3)、密封液配方蓖麻油:过氯乙烯树脂:硬脂酸锌:重晶石粉=100:10:1:20 4)、对井内要求 、井壁稳定,起下钻畅通无阻。 、井内干净,井底无沉砂。 5)、装密封液将密封液加热到50,在井口向内筒缓慢灌入,要保证内筒的空气同时排除。液面到分水接头水眼位置后要静止5分钟,保证灌满,最后将丝堵上紧,装加压中心杆,连接加压接头。 6)、下钻 、下放钻具要平稳、遇阻不得超过30KN,不得用取心钻头划眼强下。 、将取心钻头下至距井底10米左右,缓慢开泵,启动泵压不同大于8MPa,充分循环钻井液。同时按规定数量均匀地想钻井液中加入示踪剂加药时间不少于1个循环周期。在钻头不接触井底的条件下,可适当上下活动或转动钻具,使钻井液示踪剂含量达到10.2kg/m3,且分散均匀,以连续4个检测值符合规定为合格。 7)、取心钻进先将钻头缓慢放到井底,加压10KN,静压井底剪断密封活塞固定销,然后调整钻压至20KN,启动转盘在钻进0.3米的过程中将钻压由小到大调至正常。 8)、割心钻完进尺后投球,待钢球全部就位以后,转动钻具10圈以上。停转盘、停泵、缓慢加压到200KN,上提钻具到投球方余,间断转动转盘就割心。当试转无蹩劲后开泵,顶通水眼起钻。 9)、起钻 、割心完毕后应立即起钻,严禁队转盘卸扣。、起钻要平稳。 10)、岩心取筒要在2个小时内取出岩心并取样完毕,同时要确保岩心不与水接触。 11)、起下钻问题起钻前要循环1-2周,必须时还需一灌稠浆循环1-2周,力争将井内掉块核岩屑全带出井外。 12).起钻可能出现的问题 、掉块与岩屑引起的去钻遇阻:、立即开泵循环,同时增加钻井液的粘度和切力,如果能顺利起钻,那就不用在处理钻井液;、如果仍起钻遇阻,那就得增加钻井液的比重了,狠加膨润土、纯碱、广谱护壁剂和高粘防塌剂,将此比重提到1.16以上,粘度提到60s以上;、如果发生掉块埋钻,那就只有一个活塞小泵量开泵,看能否建立起循环,加入井已蹩漏,钻井液仍旧不能建立循环,那就只有动反扣了。 、井壁缩径引起的起钻遇阻:、上下串动,但上提力不要超过钻柱总悬重的50%,然后猛向下放;、倒划眼;、下钻到井底继续钻进1-2单根,然后再起钻;、发生卡钻后,立即用吊锤向下砸或用震击器向下震击。 、钻头泥包引起的起钻遇阻:、降低钻井液比重,固相含量和失水量;、下钻继续钻进1-2单根,然后再起钻;、发生卡钻,用解卡剂浸泡。 、键槽引起的起钻遇阻:、只有慢慢倒划眼和上下串动;、发生卡钻,用吊锤砸或用震击器震。 、井涌井喷:立即停止起钻,关闭防喷器,然后增加钻井液比重。 13).下钻可能出现的问题 、下钻遇阻:开泵划眼,如果划眼困难,提上来又放不下去,那就是井壁已严重垮塌,那就得一次性将比重提到1.2以上,粘度提到100s以上,然后再反复划眼。 、出现新井眼:井塌段下部是规则井眼,如果在超径段下部大压力划眼,很有可能出现新井眼。 14).加杆、解杆中可能出现的问题在加钻杆和解钻杆过程中,由于钻具有几分钟或十几分钟的静止时间,很有可能发生粘附卡钻事故。15.钻井液设计1) 钻井液设计依据、地层被钻穿后的特征: 什么井段易发生掉块,出现超径,导致携砂困难及测井遇阻,最好能找到邻井测井井径图,一看便知; 什么井段易发生渗漏或大漏,以便提前储备堵漏材料,研究堵漏方案; 什么井段易发生缩径; 地层最大孔隙压力是多少,是否有高压层; 是否有盐膏层; 地层的最大倾角是多少,只有彻底摸清地层特征,才能有针对性的做好泥浆设计。 2)、井深:井深超过2000米,在选择泥浆材料上,就要考虑它的抗温性能,如普通纤维素,在50水中,按1%加量,36个小时后,粘度就自动降为零,用这种纤维素等于白花钱。 3)、井型(直井、探井或斜井): (1)直井不取心,工期短,对泥浆性能要求可宽松一些; (2)探井要取心,工期比直井要长好多,对泥浆性能要求就要严许多; (3)斜井存在定向、纠方位、测井,对泥浆的润滑性,携砂能力的要求就要更严一些。 4)、水质。酸性水严重影响泥浆性能,每到一个新矿区,都要事先对钻井用水的PH值和矿化度进行测试和化验,如果是酸性水,且矿化度大于2%,那一定要选用抗盐材料,水化膨润土的水就不能用该水。 5)、定向公司的技术水平:如果定向水平一般,那泥浆的护壁与携砂能力就要加强。 6)、设备状况。钻井贵在一鼓作气,如果钻机、泥浆泵、柴油机等设备性能一般,那就要在应急措施上多下功夫,如及时注封闭浆,修泵时要将钻具起钻到安全井段等。 7)、钻铤,钻杆质量。如果钻具质量很差,老是刺穿或折断脱扣,那就得特别加强泥浆的携砂性能,以保征井内干净,顺利打捞。 8)、钻头及钻具组合:不同等级的钻头及钻具组合,钻速相差数倍,应充分考虑此因素,以决定泥浆该维持什么样的性能,才是最佳性能。 9)、井队整体操作水平及管理水平:高的操作水平和管理水平,可以避免或化解井内所有卡钻等事故的发生,反之,井内就难免发生或大或小的事故。 10)、泥浆池、泥浆槽大小及布局:泥浆池大小,泥浆槽长短,严重影响岩屑的沉淀。 11)、搅拌机、混合漏斗、固控设备。有搅拌机搅拌泥浆材料才会更好的发挥作用;有混合漏斗,加膨润土、堵漏剂就方便快捷;有固控设备,泥浆比重就易控制。 12)、泥浆材料品种与质量,选用什么泥浆材料及其质量优劣,将严重影响泥浆性能及井内安全。 13)、泥浆费用。泥浆费用应在保证井内安全、高速钻进,测井一次成功的前提下,维持最低。 14)、后勤保障。钻井用水、燃料、配件储备等是否到位,关系到钻进中途是否停钻,是否要调配封闭浆。 15)、老板的性格。高明的老板,讲整体效益,只要井内安全、速度快、测井顺利,既就是某项费用高一些,也不计较。要分析老板的性格,抓住工作要害。 16)、泥浆工自身技术水平。泥浆工技术高,观察判断井内实际能力就强,就能随机应变,及时对泥浆做出调整,恢复井内正常。 17)、甲方对钻井液性能的要求。做泥浆设计时,必须综合考虑以上16条基本依据,尽可能将不利因素考虑周全,防患于未然,才能做出一份优秀的泥浆设计书。16、怎样确定一口井钻井液配方? 钻井液看似简单实则高深,确定一口井钻井液配方 需要大量学问和经验。需要考虑到地层特征、钻井设备、钻铤钻杆、井队整体技术素质、水源、井深、直井或斜井、什么位置开始定向、成本、地面循环系统等等方方面面的问题。 根据地层稳定与否,首先确定钻井液类型。在稳定地层可用无固相钻井液,加几袋絮凝剂将岩屑从井内排出井口并在地面全沉淀下来就行了;在缩径但不坍 塌地层可用无固相钻井液,加絮凝剂和硅酸钾或纯加广谱护壁剂一种就行了;在坍塌缩径地层最好用钾铵基不分散低固相钻井液。 钻井液类型确定后,就要详细设计其配方,制定维护和管理方案了。下面重点说说复杂地层钻井液配方的确定。以志丹县吴堡地层为例。 1)、坚持“一低二高二适当”原则,即低失水、高矿化度、高滤液粘度、适当的比重和粘度。 2)、设备特别是泥浆泵性能良好,钻井液性能可适当放宽一些,反之就得保守一些。 3)、钻铤、钻杆质量不太好,有折断或脱扣危险,应提高钻井液防塌和排粉能力。 4)、井队整体技术水平不高时,不要设想快速钻进,钻井液性能要维持在一个很小的范围之内,防患于未然。 5)、水源紧张,要适当提高钻井液粘度,减少渗漏量。 6)、井深情况。长2完钻,失水量可放大一些,以提高钻速,快速完钻;长6完钻,井深比长2钻多300多米,工期要长几天,失水量就要控制在6-8mL/30min。 7)、直井或斜井。直井要取芯,工期较长,钻井液防塌能力要更强;斜井,岩屑不易上返,钻井液要有较大的粘度和切力。 8)、开始定向位置。开始定向位置在直罗组以上,直罗组中部或直罗组以下,钻井液配方都应该是不一样的。 9)、循环槽长,泥浆量大,无机或有机絮凝剂可少加一些,反之,就得多加一些。 10)、浆材成本控制在3万以内。依据以往经验和大量理论知识,结合以上10条,选择确定一种适合本井队本口井的钻井液配方。17、怎样设计循环槽、泥浆池? 循环槽、泥浆池很重要,有人 说到井队看一看循环槽和泥浆池,就知道该井队钻井液水平高低了,事实确定如此。 循环槽长度应不低于20米,宽和深不低于0.4米。 泥浆池设计成一大一小两个,大的容积80m3,小的容积20m3。水龙头或排污泵放在小池里,泥浆先到大池再到小池,循环槽还可以直接到小池。 用2个泥浆池有利于岩屑充分沉淀,维持泥浆性能,不致于比重、粘度上升太快。特殊情况下,如需要快速增加泥浆比重、粘度、切力可采用小循环,即不通过大池直接到小池,这样便于处理泥浆。18、无固相钻井液如何转变为固相钻井液,固相钻井液如何转变为无固相钻井液?无固相钻井液转为固相钻井液的办法: 1)、在原浆中加高 锰 酸钾使其中的絮凝剂解絮或将原浆全储存起来,换上清水。 2)、改用小循环,减少浆液总量。 3)、加膨润土、纯碱、高粘防塌剂。例如,若计划将比重提到1.10,漏斗粘度提高35秒,1m3水中就得加100公斤膨润土,5公斤纯碱,5公斤高粘防塌剂。 4)、计算出井外浆液总量及膨润土、纯碱、高粘防塌剂用量。 5)、采用漏斗冲枪边循环边加料。12小时后改用大循环。固相钻井液转变为无固相钻井液的方法: 1)、加降粘剂将钻井液粘度降下来。 2)、加清水将钻井液比重降低。 3)、加絮凝剂将钻井液固相沉淀。(三).常用钻井液材料1. 膨润土类1)、组成 膨润土是岩浆岩或变质岩中硅酸盐矿物(如长石)风化沉积形成的,其组成为: 、粘土矿物:蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石,钻井用膨润土主要粘土矿物为蒙脱石,含量在70%以上。 、砂子:石膏、石英、长石、云母、氧化铁等含量越小越好。、染色物:木屑、树叶及腐质物起染色作用,膨润土有红色、黄色、紫色等不同颜色,就是这个原因。、可溶性盐类:碳酸盐、硫酸盐和氯化物等。 2)、分类 膨润土分为钙基膨润土钠基膨润土和改性膨润土三种。 、钙基膨润土:造浆率8-12立方米每吨。 、钠基膨润:造浆率15-18立方米每吨。 、改性膨润土:通过加入纯碱、烧碱、羧甲基纤维素、低分子量聚丙烯酰胺等无机盐和有机分散剂来提高膨润土的造浆率,达到钠基膨润土性能指标。 3)、作用及用途 、堵漏:黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。 、护壁:在井壁上形成泥饼,减少钻井液内的水份向井壁渗透,起到保护井壁稳定的作用。 、携砂:配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内,将井内掉块、岩屑顺利携带出井外,保持井内干净。 、配治塌泥浆:井壁长时间浸泡发生垮塌,常规泥浆仍不能维护井壁时,就要加膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。 、配加重泥浆:遇到涌水或高压油气层时,都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。 、配完井液和封闭浆:为顺利测井,完钻时需配完钻液;在易塌井段需配封闭浆,这些都需加膨润土。 4)、影响膨润土性能的因素 、原矿质量:原矿石蒙脱石含量高低是影响膨润土性能最重要的因素,蒙脱石含量越高,膨润土造浆率相应地就高。 、粒度:粒度越细造浆率相应的就越高,反之亦然。 、添加剂:合理地加入分散剂,会明显改善膨润土的性能。 、水质:膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。 5)、简单测试 、造浆率:1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。如造浆率15立方米每吨,就是在100克水中加6.67克膨润土搅拌30分钟倒入试管(100毫升)中,24小时胶体率在95%以上。 、漏斗粘度:用马氏漏斗测其粘度,一般不低于28秒。 、失水量:用ANS气压失水仪测失水量。一般不大于18ml/30min。 、含砂量:将100克膨润土加到1000克水中搅拌30分钟,再加1000克水搅拌30分钟静止30分钟。将沉淀物上面的泥浆全倒掉,然后用水再洗两次,把最后的砂子烘干,称其重量,即膨润土含砂量,含砂量小于5%为合格品。2. 加重材料指标:名 称 主要成份 分子式 密 度 数 目 可配最高密度石灰石粉 碳酸钙 CaCO3 2.7-2.9 200 1.68超细粉 碳酸钙 CaCO3 2.8-3.1 600 1.80重晶石粉 硫酸钡 BaSO4 3.9-4.2 200 2.3活性重晶石粉 硫酸钡 BaSO4 3.9-4.2 200 3.1铁矿粉 氧化铁 Fe2O3 4.9-5.3 150 4.0方铅矿粉 硫化铅 PbS 7.4-7.7 150 5.23. 无机盐类1)、碳酸钠 、物理性质 碳酸钠(Na2CO3)又称纯碱、苏打,白色粉末结晶,密度2.5, 易溶于水,水溶液呈碱性,在空气中易吸潮结块,要注意防潮。、化学性质 、电离: Na2CO3=2Na + CO32、水解: CO32 + H2O = HCO3 + OH HCO3 + H2O = H2CO3 + OH 、沉淀钙离子、镁离子Ca2+ CO32 = CaCO3 Mg2+ CO32= MgCO3 .作用 沉淀膨润土中的钙离子、镁离子,改善水化性能,促进膨润土分散造浆,降低泥浆的失水,提高泥浆的粘度和切力,改善泥饼的质量。、加量 准确加量应根据膨润土质量通过实验确定,一般为膨润土重量的5%。、测试1%水溶液PH值大于12为合格品。2)、氢氧化钠、物理性质 氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。白色结晶,有液体、固体片状三种产品 ,纯度从50%至99%不等,密度2-2.2,易吸潮,有强烈的腐蚀性,暴露在空气中,会吸收CO2,变成Na2CO3。 、作用 、调节泥浆PH值。 、促使膨润土分散造浆。 、加快有机处理机溶解。、加量 根据产品纯度和需要决定加量,一般加量为泥浆的0.1%0.5%.、测试 1%水溶液PH值大于14,证明纯度为96%。3)、氢氧化钾 KOH 同氢氧化钠相近。不同一点是氢氧化钾提供的K+对泥页岩有一定抑制作用。4)、氯化钾 KCl 氯化钾外观为白色立方晶体,密度1.98,易溶于水,具有较强的抑制页岩渗透水化性能,对防治井壁缩径特别有效。5)、硅酸钠 (Na2SiO3或Na2OnSiO2) 硅酸钠又称水玻璃或泡花碱,有固体水玻璃、水合水玻璃和液体水玻璃,能溶于水,水溶液呈碱性。加入泥浆中,能增加泥浆的粘度,促使泥浆胶凝,阻止漏失,抑制页岩水化膨胀,与硝酸铵反应,可配制冻胶泥浆堵大漏。6)、硅酸钾 K2SiO3 硅酸钾是90年代发展起来的一种泥浆处理剂,主要用于严重垮塌地层和强缩径地层,具有很强的抑制水敏性地层剥落和膨胀能力,加量为2%-3%。7)、氯化钠 NaCl 氯化钠即食盐,白色细粒结晶,密度2.17,易溶于水,加入泥浆主要有两大作用: 、配制盐水泥浆(加量8-10%),防治岩盐层溶蚀和井径扩大。 、平衡地层水中矿化度,减少滤液向地层渗透,达到抑制泥页岩地层水化渗透的目的。8)、氯化钙 CaCl2 氯化钙有片状和粉状,密度1.68,潮解性强,易溶于水,主要作用: 、配制抑制泥浆阻止水敏性地层水化膨胀。 、加入水泥浆中,作为水泥速凝剂用。9)、氢氧化钙 Ca(OH)2 氢氧化钙又称熟石灰或消石灰,白色粉末,略溶于水,其水溶液加入纯碱,即生成烧碱。加入泥浆中主要是提供钙离子,配制钙处理抑制泥浆。10)、生石灰 CaO 生石灰即氧化钙,主要作用是利用膨胀特点配成石灰乳堵漏剂封堵漏层。11)、石膏 CaSO4 石膏即硫酸钙,白色粉末,密度2.31-2.32,主要作用: 、提供钙离子。 、防止泥浆PH值过高。12)、重铬酸钠 Na2CrO7.10H2O 重铬酸钠又称红矾钠,密度 2.35,易潮解易溶于水,是一种热稳定剂,能显著提高有机聚合物的使用寿命。13)、正电胶 MMH 正电胶有溶胶、浓胶和胶粉三种产品,正电胶粒吸附在井壁和岩屑上,具有稳定井壁和抑制岩屑造浆的双重作用。4. 发泡剂 消泡剂 1)、发泡剂 烷基苯磺酸钠,它是阴离子表面活性剂,加量0.1%-0.5% ,能将泥浆比重从1.12降至0.85。 2)、消泡剂 硬脂酸铝它是一种白色类似肥皂状物,最好是先配成柴油溶液再使用,加量0.03%-0.05%。5. 解卡剂1)、粉状解卡剂 AD AD是乳化剂和渗透剂混合而成的褐色粉状物。用法:按1:2加到柴油中搅拌30分钟,再按1:5加到水中冲30分钟,再用泥浆泵送到卡点上,一般3-5小时即可解卡。 2)、液体解卡剂 CN-1 用法: 按1:25加到清水中搅拌1个小时,再用泥浆泵送到卡点上,一般2-6小时即可解卡。 6. 润滑剂能降低钻具回转阻力以及与井壁的摩擦阻力,改善钻井液流动性、降低切力与粘度,减少提升阻力,一句话 ,能降低钻井液摩阻系数的材料统称为润滑剂。 1)、十二烷基苯磺酸钠它能显著降低水的表面张力,0.1%加量就能把水的摩阻系数从0.35降低到0.2以下,但它易发泡,只适合在低固相或无固相钻井液中使用。 2)、皂化油 加入钻井液中,形成油包水,大大降低钻具回转阻力,加量0.1%-0.2%。 3)、石墨 提高泥饼润滑性,降低钻具与泥饼摩擦阻力,抗高温、无荧光,但它不溶于水,只适合在固相钻井液中使用,加量为0.5%。 4)、塑料小球 混入泥饼中,降低泥饼的摩擦系数,进而降低钻具扭矩与阻力,但使用成本高,好多井队不用它。 5)、bK液体润滑剂 无毒、不污染环境,不干扰地质录井,可生物降解。加入0.05%就能降低摩阻25%,但是由于价格高,目前只在深井中使用。7. 杀菌剂 1)、Bd杀菌剂 主要成份为戊二醛溶液,能抑制钻井液中细菌的生长,防止聚合物发酵降解,失去粘度及作用。加量视井深井温而定,一般加量0.05%-0.1%。8. 堵漏剂 1)、瞬间堵漏剂 适应性:堵大漏,如黄土层、砾石层、深部大裂隙。堵漏原理:流入漏失通道后变稠继而与孔壁凝结成一体,封闭住漏孔。 堵黄土层、砾石层漏失方法:一旦发现漏失,就赶快上钻,在1立方米清水中加1T瞬间堵漏剂,然后用排污泵抽到井内,30分钟后就能下钻恢复正常钻进。堵表层管或深部大裂隙漏失方法: 、在表管下2米或漏层下2米用海带架桥。 、备3T瞬间堵漏剂和3立方米清水。 、用泥浆泵送清水,在混合漏斗里加瞬间堵漏剂。 、将混合漏斗出口对住井口,将泵柴油机转数调到最低。 、启动泥浆泵,用最快的速度在漏斗里加瞬间堵漏剂(3立方米清水加完,3T瞬间堵漏剂也正好加完)。 、30分钟后,往井内灌浆,如果井内液面不下降,就证明堵漏成功,就可以下钻钻进。 2)、高粘堵漏剂 、成份:黄原胶、羟乙基纤维素和阳离子聚合物。 、高粘程度:700ml清水加2的高粘堵漏剂即1.4g搅拌30分钟,其漏斗粘度为100秒以上,是纤维素增粘效果的10倍。 、作用:堵漏失量小于5m3/h孔隙渗漏和微裂隙漏失。 、适应地层:渗漏性砂岩的孔隙 型漏失和页岩的裂隙性漏失。 、所能解决的问题:钻井液用水量大以至水费高、浆材成本高等问题。 、堵漏机理: 该剂进入漏失通道后能与孔隙或裂隙岩石牢牢地粘附在一起阻止浆液继续向深处流动。 该剂具有的高粘度使其进入漏失通道后成冻胶状态而使流速慢慢降低直至停止下来。 、加量:1-3。(据漏失量大小而定)。 、用法:根据井内和地面浆液量算出需要量,后在接近沉淀池的循环槽口,将高粘堵漏剂慢慢撒进去,抛散速度以该剂在沉淀池内不结块为准。 、对于大的孔隙或裂隙漏失可配以膨润土、纯碱、纤维素、锯末、水泥、膨胀堵漏王。 3)、膨胀堵漏王 特点:白色颗粒状,吸水率是自身的50-100倍,膨胀率是自身的10-15倍,吸水膨胀时间1-10分钟。适应性:适应于大裂隙漏失,对渗漏和小裂隙漏失无效。堵漏原理:进入漏层后吸水膨胀直至塞满封闭漏失通道。 用法: 、下钻到漏层位置。 、配5-10m3泥浆(比重1.15、漏斗粘度60秒、含5%惰性材料)。 、试泵。 、在1分钟之内将2.5-5%的堵漏王加到泥浆内。 、随后开泵将堵漏泥浆全送到井内。 、送替浆水。 、快速起钻。 、起钻200m再开泵送替浆水以洗钻杆内堵漏泥浆。 、起钻到安全位置。 、静候5个小时就可以正常钻进。 4)、单向膨胀封闭剂 特点:灰白色小颗粒 吸水不吸油,吸水后体积增大数倍,封闭漏层孔隙或裂缝隙不再发生漏失 。 适应性: 适应于堵孔隙漏失和小到中等裂隙漏失。二次采油用该剂,能明显增加原油产量。 用法:发现井漏,立即停钻,在循环罐里(保持10立方米原浆)加5%的该产品。然后用泵送入漏层,蹩压,静止2小时即可恢复正常钻进。 5)、海带粉 海带经晒干粉碎成10目-20目小微粒,利用其膨胀特征进行堵漏,加量为3%-6%。 6)、核桃皮 核桃壳晒干粉碎成1-5毫米大小的颗粒,用来堵中到大漏层,加量5%-10%。 7)、云母片云母片主要用于中深井阻塞裂缝和孔隙性渗透性地层。 8)、石棉 利用石棉纤维长且抗高温的特征,配制深井堵漏泥浆。 9)、锯末 锯末价格低来源广,广泛用于配制各种堵漏泥浆,加量5-10%。 10)、混合堵漏剂 组成:15%棉线头+20%荞麦壳+30%核桃皮+20%棉籽壳+15%石棉纤维,颗粒1-6毫米。 适应性:堵各种大小漏失及不同深度漏失。 加量:3%-6%。9.絮凝剂 包被剂 聚合物分子的CONH2或OH与岩屑颗粒表面的氧能以氢键形式多点吸附,十几个岩屑颗粒“桥联”在一起,吸附了多个岩屑颗粒的长键分子,相互之间还可以通过吸附岩屑颗粒或互相缠绕“桥联”在一起,形成絮凝团粒而沉淀,聚合物的这种作用称为絮凝作用。聚合物分子链吸附在一个岩屑颗粒上,并将其覆盖包裹时,称为包被作用。絮凝与包被最终都使岩屑沉淀。 1)、聚丙烯酰胺 、种类 、阳离子聚丙烯酰胺。 、两性离子聚丙烯酰胺。 、非离子聚丙烯酰胺。 、阴离子聚丙烯酰胺。钻井液用聚丙烯酰胺主要是阴离子聚酰胺(PAM)。 、 阴离子聚丙烯酰胺(PAM)。 、两大性能指标:一是分子量50万到2800万,二是水解度从10%到35%。 、主要作用:絮凝沉淀岩屑。 、加量:0.1%-0.3%。 、用法:最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。 简单测试:在700克水中加1克 PAM搅拌2小时,用漏斗粘度计测其粘度。进行比较判断其分子量大小。 .影响因素:水的矿化度、水的温度、搅拌方式、搅拌时间。 2)、聚丙烯酸钾 、三大性能指标 、分子量500万至800万。 、水解度 27%-35%。 、钾含量 11%-15%。 、作用 抑制泥页岩及钻屑分散造浆,兼有降失水改善流型和增加润滑性等功能。 、抗温能力:大于等于180。 、加量:0.1%-0.3%。 、用法:最好先配成1%水溶液再使用。 、简单测试:在700克水中加1克K-PAM搅拌2小时,用漏斗粘度计测其粘度,进行比较判断其分子量大小。 3)、PAC-141 、作用 PAC-141是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸钠和丙烯酸钙的四元共聚物,其主链上有连接有-COOH、 -COONa、 -(COO)2Ca 和-CONH2等极性基团,主要作为增粘剂和包被剂使用,具有一定降失水效果。 、抗温能力: 大于等于160。加量:淡水中加0.1-0.4% 饱和盐水0.5-1%。 用法:最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。简单测试:在700克水中加1克PAC-141搅拌2小时,用漏斗粘度计测其粘度,进行比较判断其分子量大小。 4)、80A-51 80A-51是一种强包被剂,主要起增粘和沉淀岩屑的作用,具有一定的抗温抗盐抗钙能力。加量为0.1%至0.3%。 5)、FA-367 、作用:FA-367是两性离子聚合物FA系列中常用的产品,分子量100万-250万,具有抑制岩屑分散,增加粘度和降低失水量等功能,其抗温160,抗盐抗钙能力也很强。 、加量:0.1-0.3%。 、用法:最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。简单测试:在700克水中加1克FA-367搅拌2小时,用漏斗粘度计测其粘度,进行比较判断其分子量大小。 6)、润滑絮凝剂 .主要成分 水解度30%分子量3000万单位的阳离子聚合物(絮凝岩粉能力是聚丙烯酰胺PAM的3-5倍)和磺酸钠。 .适应区域 井壁稳定而岩粉造浆严重的油区。 作用 、沉淀岩粉 该剂能将岩粉在循环槽内全部沉淀下来,钻井液保持真正无固相,由此带来: A.钻速提高50-100%,日进尺200米以上。 B.中途不再排浆,杜绝了泥浆对周边环境污染,免遭罚款。 C.钻头牙轮保持干净状态,寿命延长50-100%,钢齿钻头都能进尺300m以上。 D.堵塞渗漏,减少用水量30-50%。 、润滑减阻 A.该剂能在井壁上和钻杆上形成一层保护胶膜,变钻柱与井壁的硬性碰撞为弹性碰撞,从而降低钻杆、钻铤的磨耗,延长其使用寿命30%。 B.该剂能降低井内水的表面张力,降低钻杆柱回转时与水的擦阻力,从而减少钻杆柱带动钻头破碎岩石所需要的扭矩,进而减少钻机和柴油机的负荷,减少机故率和钻杆折断次数。 C.良好的流动性,降低泵压30%,增加泵排量35%,减少柴油机负荷35%,节省柴油20%。 携带岩屑 该剂具有较高的粘度,能将钻头破碎的岩屑及时的冲离井底,同时,岩屑被及时地不断地携带到地面,井内始终保持干净,纵使钻杆、钻铤折断或脱扣,也会顺利地打捞上来,不至于小事复杂化。 .用法与用量: 、二开或开始定向时一次性加一袋(用搅拌机搅拌或用手在靠近沉淀池的循环口慢慢撒)随后每150米加
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