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大斜度井眼清洗的优选研究 作者 ： Maio Zamara等 译：胡相卓 技校：杨玉 良 摘要：钻水平井和大斜度井时遇到的困难通常起因于井眼清洗不充分，尽管有大量的研究 成果和经验可供借鉴，但一涉及到给定井的具体油田作业总会出现各种不协调的现象。 本文的重要 目标就是把关键的井眼清洗排在应有的重要地位。这是通过以实验室试 验和油田观察的28条经验法则取得的。另外还有实验室流动环路中油田泥浆携带岩屑的 专门照片。这些资料可用来设计泥浆和水力程序以及帮助解决油田复杂问题。 引言：把相同的原则绝对化地用于所有大斜度井的做法已经导致井眼适当清洗工作的混 乱和不协调。例如，在一些水平井中，地层坚硬致密，不会和泥浆发生反应，压力低，并且用 大流量循环的清水就能顺利进行钻进。可是这种技术并不能用于钻过需要严格控制失水 的受压易塌地层。 许多井眼清洗的现代理论是以过去二十多年间不同的研究者进行的研究为基础的。 塔尔萨大学钻井研究项目的各成员公司一直非常活跃并且特别有影响。工业研究成果非 常广泛，但并非完整无缺，尽善尽美。尽管随后在油田作了改进，但各种问题仍然存在，这 至少部分起因于把特定的—般准则用于特定的油田实际。 在本文中我们公布了1985年以来在我们的扩展有效范围钻井(Ⅱ )设备中进行的 优选井眼清洗的研究结果。结论与文献基本符合，我们的发现给这个项目带来新的启发。 至少有—个例子可以说明这一点。即我们的研究成果促使一些研究者重新评价以前发表 的资料和得出的结果。 把关键的井眼清洗参数恰当地摆在应有的重要位置是我们的目的。这是通过以实验 室试验和油田观察与测量为基础的28条经验法测(RT)取得的。所提供的与每个经验法 则有关的讨论和适用条件和经验法则一样重要。 在ERD试验设备中，研究设备的简单介绍之后是 l1个ll缶界井眼清洗参数的讨论。这 些参数包括(1)井斜，(2)井眼几何尺寸，(3)泥浆类型，(4)钻屑层，(5)流速分布图，(6)流 速，(7)流动状态，(8)流变性，(9)钻屑清除，(10)管线旋转，(11)泥浆密度。油田泥浆在试 验流动环路中携带岩屑的照片也安排在适当的地方。这些照片是天数小时试验期间录制 的录象磁带的镜头。 井眼清洗试验设备 ERD试验设备包括井眼清洗研究的三个部分；两个流动环路和一个岩屑层稳定溉 器。在循环油田泥浆或实验室配制的泥浆时可以通过流动环路观察岩屑运移情况 一『 层稳定测试器用来研究岩屑层在斜管线中滑动或流动的趋势。 用作各种试验的岩屑包括破碎的煤渣，碎砂子，分级的和没有精御分级 河砂干页岩 岩屑。页岩岩屑是符合实际的．但处理起来困难，并且极易分散和破碎。由氧化铝、氧化铁 和氧化硅组成的惰性材料煤渣似 是最好的模拟材料。煤渣一般破碎成能过 12~40目筛 的颗粒，平均密度2．7，并且带有尖角。 · 72 · 流动环路，第—个流动环路是4．5m长的直线环形部分(图1)。第二个流动环路是可 弯曲的，可改变几何形状的流动环路(图2)，它用来研究不同井斜、长度、直径、形状和粗 糙度间的相互关系。这两个环路带有下列部件。 透明的模注丙烯圆管供肉眼观察测试和录象资料采集系统录象。 循环系统 资辩采集系统 (DAS) 返回臂线 钴杆 0+ l 图1一一井眼清洗研究的ERD流动回路 由0．48m。的泥浆罐和—个高速喷流搅拌混合器及一台离心泵组成的循环系统，离心 泵可以以大于450 l／rain的速度处理含固相的钻井液。 精确测量流速的磁性质量流量计(用于分别测量水基泥浆和油基泥浆)。 适应钻井条件的电动控制钻屑加料器。 计算机资料采集系统和遥控显示。 直线流动环路的4．75cm内部管线(钻杆)转速可达 150r／ram，并且可以对中或偏心 放在 10cm外部(井简)管线的里面。偏心率是用连到支撑钻柱的轴承箱的螺旋千斤顶得 到的。大直径接头部分可以和钻杆互换以便研究更高剪切速率和钻井条件下的环空流速， 模拟工具接头可以根据需要加上。一台电动绞车用来使斜度能从35。到9