PDC鉆頭泥包的形成.預(yù)防及處理方法
PDC鉆頭泥包的形成主要有以下幾個方面因素:
1、地質(zhì)因素:所鉆地層為上部不成巖的軟泥,極易粘帖于鉆頭表層,壓實后造成鉆頭泥包;地層中的泥頁巖雖成巖,但易于水化分散,使井眼內(nèi)泥質(zhì)或固相含量大增,吸附于鉆頭表面造成鉆頭泥包;或者地層中含有分散狀石膏,造成泥漿污染后,泥漿中的有害固相難于**,使鉆頭被泥包的機率大增;地層滲透率高,在壓差作用下,吸附井筒內(nèi)有害固相及未及帶出的巖屑,形成厚泥餅,起下鉆時在PDC鉆頭下方堆積造成鉆頭泥包。中國鉆井網(wǎng)-論壇8 X6 S& @ n/ v) N7 W4 T
2、泥漿性能因素:泥漿抑制性差,無法控制泥頁巖的水化分散;固相含量和粘切過高,鉆出的巖屑難于**,易吸附在鉆頭表面,如果使用的是無固相鉆井液,鉆頭是**不會發(fā)生泥包的;泥漿比重偏高,失水大,易形成過厚的粗糙泥餅;潤滑性能差、鉆頭表面無法形成有效的保護(hù)膜,鉆井液中的劣質(zhì)固相易吸附在鉆頭上。
3、工程技術(shù)因素:鉆進(jìn)中排量小,不能有效清洗井底及鉆頭,同時上返速度不足,巖屑在井內(nèi)滯留時間長,粘附于井壁形成厚泥餅,尤其是中上部鉆速高時更為嚴(yán)重;在軟泥巖地層,鉆壓過大,地層或鉆屑與鉆頭表面形成直接接觸,造成鉆頭泥包;長裸眼下鉆未進(jìn)行中途循環(huán),從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭。
4、鉆頭選型因素:水眼設(shè)計無法滿足排屑要求;流道排屑角阻礙了鉆屑順利脫離井底。
5、操作水平因素:下鉆速度過快,鉆頭不是在順著螺旋型軌道向下滑行,而是在井壁上不斷刮削泥餅或鉆屑,極易造成鉆頭泥包;下鉆時遇阻不是接方鉆桿循環(huán)劃眼沖洗鉆頭,而是下壓或下沖,從井壁上刮下的泥餅或鉆屑則會泥包鉆頭;下鉆到底時操作方法有誤,如果先啟動轉(zhuǎn)盤,后啟動泵,同樣也會造成鉆頭泥包;在軟地層中鉆進(jìn)時,送鉆不均勻。
PDC鉆頭泥包的預(yù)防% I, O8 |$ |2 j% ]( w) N: e, y+ }
在實際工作中,造成鉆頭泥包的地質(zhì)因素?zé)o法改變,大量鉆井實踐表明,影響鉆頭泥包的*主要因素為泥漿性能,因此預(yù)防鉆頭泥包的**項就是維護(hù)處理好泥漿性能。但僅從泥漿上下功夫是不夠的,還要有工程輔助措施,現(xiàn)歸納如下:中國鉆井網(wǎng)-論壇2 h; {/ l8 m* } y. x1 u
1、泥漿性能的調(diào)整
1)、混油或增加潤滑劑投入量,使鉆屑不易粘附到鉆頭上;
2)、加大鉆井液中聚合物含量,控制失水,提高泥餅質(zhì)量;中國鉆井網(wǎng)-論壇$ Q+ N$ } B8 D1 U! I: @0 ^/ T3 y( \
3)、提高鉆井液抑制性,減少泥頁巖的水化分散;www.china-drilling.net6 o3 B; v6 Z' t5 v! k8 ~
4)、降低鉆井液粘度、切力,及時**劣質(zhì)固相;中國石油鉆井行業(yè)**門戶! t. M9 x% t/ a8 {9 `: i0 Z
5)、對高滲砂層,可使用屏蔽暫堵技術(shù),減少滲透性漏失;
6)、對含膏巖層,應(yīng)提前加堿,防止其污染泥漿。
7)、維護(hù)處理好泥漿性能,在PDC鉆頭入井前后對預(yù)防鉆頭泥包都是有效的;PDC入井后,開泵前,配置一定量的清潔劑(表面活性劑)對鉆頭加以清洗也有一定效果。
2、工程技術(shù)措施鉆井,石油,裝備,機械,設(shè)備,鉆井機,海洋鉆井,鉆井液,完井,固井3 k7 B4 X8 w! t) K
1)首先做好PDC鉆頭的選型工作,鉆頭水眼、流道設(shè)計應(yīng)利于排屑;
2)、下入PDC鉆頭之前,應(yīng)充分循環(huán)泥漿,清洗井眼,防止起鉆后滯留在井眼內(nèi)的鉆屑繼續(xù)水化分散;www.china-drilling.net' ~- R& {! t( @
3)、下入PDC前先短起下鉆,對井壁泥餅進(jìn)行刮削、擠壓,將厚泥餅拉薄、壓實,盡量保證井眼暢通、消除阻卡;在鉆頭泥包高發(fā)區(qū),如果采用了所有方法也無法避免PDC鉆頭泥包,那么先使用牙輪通一趟井就成了必要手段;
4)、下鉆時在鉆頭流道表面涂滿黃油,形成一層保護(hù)膜,減少鉆頭與泥漿中的劣質(zhì)固相直接接觸的時間,或者把鉆頭包起來,這樣做既便在深井中也是有一定作用的;
5)、下鉆時鉆頭不斷刮削井壁,井壁上的泥餅或滯留于井內(nèi)的鉆屑會在鉆頭下堆積,到一定程度便會壓實在鉆頭上,那么下鉆中途進(jìn)行循環(huán),將鉆頭沖洗干凈也是有其必要的;
6)、下鉆過程中還應(yīng)適當(dāng)控制速度,防止鉆頭突然沖入砂橋,鉆進(jìn)一堆爛泥中;另外如果速度恰當(dāng),PDC鉆頭會順著上一只鉆頭所鉆的螺旋形井眼軌道行進(jìn),而不是在井壁上劃拉下大量泥餅。
6)、每次下鉆到底時必須先開泵,盡量提高排量充分沖洗井底和鉆頭,等排量滿足要求后再輕壓旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)0.5-1m,這也是PDC鉆頭造型的要求。中國鉆井網(wǎng)-論壇, W( g9 V1 q1 T3 ^; Q
7)、盡量采用大排量鉆進(jìn),保證PDC鉆頭的充分清洗與冷卻;中國鉆井網(wǎng)-論壇) j& m4 c. u6 z& ~! ~/ W$ C3 K1 s' q
8)、在軟泥巖中鉆進(jìn),應(yīng)盡量采用低鉆壓、高轉(zhuǎn)速、大排量,沒有必要盲目使用高鉆壓去追求那僅高一小點的鉆速,那只是牙輪鉆頭的使用方式;: 石油鉆井人技術(shù)與情感交流6 i" [* e5 s7 h
9)操作要精細(xì),送鉆加壓一定要均勻,不能忽大忽小。
PDC鉆頭泥包的處理
鉆頭發(fā)生泥包后,各油田現(xiàn)場采用的處理手段基本相同,在此僅作簡單歸納:
1、處理鉆頭泥包的**條原則就是:不要急于打鉆,因為越打包的越厲害;
2、無論預(yù)防或處理鉆頭泥包,調(diào)整泥漿性能都是必然的,發(fā)現(xiàn)鉆頭有泥包跡象,應(yīng)立即停鉆并配置清潔劑在**時間打入井內(nèi)對鉆頭進(jìn)行清洗;
3、停止鉆進(jìn),提高排量加強水力沖洗效果,上提鉆頭脫離井底,提高轉(zhuǎn)速增大離心力使泥塊易于甩出,并上下大幅度活動幾次(快速下放并猛剎車,慎用!),然后下壓至井底不開轉(zhuǎn)盤循環(huán)5-10分鐘,將上述過程反復(fù)操作;如果在2個循環(huán)周內(nèi)無效,就應(yīng)當(dāng)考慮起鉆了。