新泥浆工艺在嫩江定向钻穿越工程中应用.docVIP

新泥浆工艺在嫩江定向钻穿越工程中应用 　　摘要：泥浆工艺施工是定向钻穿越工程施工中的重要组成部分。新的泥浆工艺在原有工艺的基础上加入了泥浆配比实验和泥浆的固相处理，使泥浆工艺施工更加完善、环保。 　　关键词：实验、固控设备、振动筛、漩流除砂器 　　中图分类号： G267文献标识码：A 文章编号： 　　随着定向钻穿越施工技术的不断进步，以往被视为不适合定向钻穿越施工的地质不断在穿越的设计和施工中出现，为了能够成功穿越这些困难地质，在泥浆工艺上必须加以改进，以解决困难地质的定向钻穿越施工难题。 　　1工程概况 　　齐齐哈尔市天然气输气管道工程嫩江定向钻穿越工程，是百江燃气工程有限公司近年来一项重点工程，其中嫩江穿越工程是该工程的卡脖工程，穿越实长1202.65米，管线规格φ323.9×8.7mmL290直缝高频电阻焊接钢管，管线设计压力为4.0MPa，入土角为9°，出土角为6°。穿越所经地层结构以细砂、中砂、圆砾为主，该地层结构属于定向钻穿越工程中很难控制的特殊地质。 　　2新泥浆工艺特点及应用 　　2.1工艺特点 　　（1）制定适合本工程的泥浆性能指标； 　　（2）进行泥浆实验确定泥浆配比； 　　（3）采用泥浆固控设备回收处理泥浆。 　　2.2应用 　　在本工程施工中，针对复杂的地层结构，首先选择配套的泥浆回收处理设备，然后从泥浆工艺入手，组织技术人员，经过数十次的泥浆配比试验，得出了适合本工程复杂地质的泥浆配比，从而保证了本工程的顺利实施。 　　2.2.1设备选用 　　由于穿越距离较长，将使用大量的泥浆材料，为了保护环境降低施工成本，我们选用了泥浆固控设备，包括振动筛、除砂器。 　　通过对钻井工程的调查，在定向钻穿越工程中回收的泥浆根据所含不同的粒度的固相含量，采用不同工作范围的固相机械分离设备以清除固相。但由于定向钻穿越工程对回收处理后的泥浆性能的要求低于钻井工程，因此决定采用两级净化处理回收后的泥浆。 　　第一级为振动筛处理：振动筛由筛架、筛网、振动器和减振器等部件组成。通过机械振动将粒径大于网孔的固相和通过颗粒间的粘附作用将部分粒径小于网孔的固相筛离出来。从孔道返出的泥浆流经振动着的筛网表面时，固相从筛网尾部排出，含有粒径小于网孔固相颗粒的泥浆透过筛网流入循环系统，从而完成对较粗固相颗粒的分离作用。 　　 　　第二级为旋流除砂器处理：旋流除砂器是一个尖顶朝下的圆锥形漏斗。锥角选为18°.进入除砂器的泥浆必须是经过振动筛处理的泥浆，再经过除砂器处理后由上方的溢流管排出，分离出的钻屑由漏斗底部流出。 　　 　　 　　回收的泥浆经过两级净化处理后可以使其含砂量降到1％以下，再经过实验将处理后的泥浆性能指标调整到合理的数值达到再利用的目的。 　　2.2.2泥浆配比实验 　　本工程地质条件复杂，特别是在穿越两端造斜段均需要经过150m左右的圆砾段（粒径2～4cm），为了保证穿越此段能够顺利返浆，在开工前通过泥浆实验得出合理的泥浆配比，确定合理的泥浆性能，即保持低粘度高切力，虑失量尽可能小，泥饼尽可能薄才能保证孔壁稳定和携带圆砾等钻屑。 　　根据地质条件和多年施工经验确定了施工用泥浆各项性能参数的取值范围： 　　 　　 　　2.2.2.1试验步骤 　　第一步：准备好试验设备，包括旋转粘度计、滤失仪、天平、搅拌器、量筒等。 　　第二步：用量筒取试验用水2L，用天平称取试验用药品，并分别记录重量。 　　第三步：边搅拌边将药品依次倒入水中，充分搅拌30分钟后方可进入下一步。 　　第四步：取出搅拌后的的泥浆利用马氏漏斗测量出粘度，如果不符合要求，再量取一定量的药品加入泥浆溶液中继续搅拌，待彻底溶解后再测量其粘度直到符合要求。 　　第五步：采用旋转粘度计测量泥浆的φ300（300转读数）和φ600（600转读数）的数值，并计算出塑性粘度、动切力、流变指数、稠度系数等流变参数。 　　第六步：利用滤失仪测量泥浆的失水量。注意：滤失仪压力要保持在0.75MPa，在过滤器滴出第一滴水时开始计时，30分钟后读出量杯内的水量即为配制泥浆的失水量，取出过滤器中的滤纸并测量滤饼厚度。 　　第七步：讲计算得出的流变参数和测量出来的失水量、滤饼厚度与上表（5.8.1.2－1）中对应参数比较，在其取值范围内说明泥浆符合对应工程地质的需要，如不在其范围内，可以通过调整药品用量重新试验直到符合要求。 　　第八步：记录各种药品最终用量指导工程施工。 　　2.2.2.2计算参数 　　通过实验得出了φ600、φ300的数值，根据下列公式计算出对应地层的塑性粘度、动切力、流性指数和稠度系数。 　　塑性粘度：PV＝φ600－φ300 　　动切力：YP＝0.478（φ300－PV） 　　流性指数：