提高机械钻速钻井液理论和技术研究.pdfVIP

学兔兔 第26卷 第2期 钻 井 液 与 完 井 液 Vo1．26 NO．2 2009年 3月 DRII I ING FLUIDCOMPI ETION FLUID Mar．2O09 文章编号：1001—5620(2009]02—0001 06 提高机械钻速的钻 井液理论与技术研究 孙金声 杨宇平 安树明 苏义脑 (1．中国石油集团钻井工程技术研究院．北京；2．中国石油勘探开发研究院博士后流动站，北京) 摘要 通过对钻井液影响机械钻速的因素进行分析，提出了提高机械钻速钻井液的理论途径及处理剂的分子 结构和钻井液性能要求，研制出了提高机械钻速的快速钻井剂KSZJ。通过进行表面张力、吸附效应、压持效应以 及对微米及亚微米粒子、钻井液润滑性能、岩心强度的影响等实验评价了KSZJ的性能。在射流钻井模拟实验装置 上用不同硬度的岩石进行的实验结果及在吐哈油田、塔里木油田、青海油田、华北油田、吉林油田及新疆油田等的 3O余口井进行的现场实试结果表明．提高机械钻速的钻井液技术能够将机械钻速提高l8 以上，并能够有效解决 井壁失稳及减少起下钻过程中的阻卡情况，提速提效效果显著。 关键词 钻井液；机械钻速；吸附；快速钻井剂；润湿性；压持效应 中图分类号：TE254 文献标识码：A 提高机械钻速是目前深井超深井钻井过程的迫 性页岩，在压力的作用下增强了其在钻头表面的吸 切要求。影响机械钻速的因素主要有钻头、地层性 附强度，从钻头表面移走钻屑的剪切力大大增加。 质、机械、钻头水力因素及钻井液性能等几个方 研究表明，从钻头侧面移走钻屑比从钻头前面剪切 面』 。通过几十年的研究，发展了通过优选钻头 地层所需的剪切应力要大。 (PDC钻头)、优化水力参数、高压喷射、欠平衡钻井 1．2 压持效应对机械钻速的影响 等一系列提高机械钻速的技术，钻井液性能(包括密 压持效应严重影响机械钻速。当钻头牙齿钻人 度、流变性、滤失性、固相含量、固体粒径、分散性以 地层切下岩屑时，其周围造成裂缝，此时若要使切削 及润滑性等)对机械钻速的影响的研究也取得了许 下来的岩屑尽快上举就必须有足够的液体填充裂缝， 多成果，并已应用于指导钻井液性能设计及现场施 否则就会形成瞬时真空。填充的液体一种来源是流 工。对提高机械钻速起到了重要作用 。但关于钻 人裂缝及岩屑孔隙的钻井液或滤液。机械钻速随着 屑颗粒对钻头的吸附效应、钻井液的压持效应及钻 此裂缝被液体所充填的速度而发生正比变化。如果 井液对岩石强度的作用等影响机械钻速的钻井液理 引入一种不改变造壁性和压持压力(钻井液密度)、但 论与技术的研究尚有待深入。 能加速钻井液或滤液进入裂缝及岩屑孔隙而降低压 l 钻井液性能影响钻速的理论分析 持效应的技术，则可以有效地提高机械钻速。 1．1 钻屑吸附钻头对机械钻速的影响 1．3 钻井液改变岩石强度对机械钻速的影响 钻屑颗粒吸附钻头表面严重影响机械钻速。在 降低岩石强度可以提高机