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充氣鑽井液
鎖定
- 中文名
- 充氣鑽井液
- 外文名
- aerated drilling fluid
- 學 科
- 鑽井工程
- 形 態
- 液相為主
- 組 成
- 清水、增粘劑、降濾失劑等
- 適 用
- 4000米以內
充氣鑽井液組成
氣體分散在泥漿中形成的穩定分散體系稱做充氣鑽井液。充氣鑽井液是氣泡和粘土顆粒為內相、水為外相的多相分散體系,其組成包括氣體(氣泡)、粘土、起泡劑和穩泡劑、泥漿處理劑和水。
充氣鑽井液與普通泥漿相比,可進一步降低泥漿的比重 (可低達0.48左右),從而降低液柱壓力以對付低壓和漏失地層。其次失水量較小,粘度較大,也有利於控制地層的穩定。比重低,液柱壓力小,有利於孔底鑽頭破碎岩石,鑽進效率高。
充氣鑽井液使用範圍
充氣鑽井液中加入空氣或氮氣的目的是降低鑽井液密度,從而降低液柱對井底的靜液壓力。通過充氣量的改變,可隨時調整鑽井液的密度以平衡地層壓力
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,從而為實現近平衡或欠平衡鑽井創造更為有利的條件。充氣鑽井液的密度最低可以達到0.7g/cm3。
充氣鑽井液適用的井深一般在4000米以內。
充氣鑽井液充氣鑽井液原理
充氣鑽井液中粘土顆粒在水中的分散穩定與一般泥漿相同。氣泡的產生和穩定是靠加入表面活性劑和高聚物(起泡劑和穩泡劑)而達到的,其原理同泡沫。由於泥漿具有較大的粘度和切力,氣泡在泥漿中穩定的壽命較長。
泥漿中的粘土顆粒也起穩泡作用。試驗表明,含少量的微細固體可促使泡沫穩定性進一步提高。
充氣鑽井液充氣鑽井液的性能
性能要求:
- 適宜的粘度和切力。以利於充氣和脱氣,並能夠抗水泥和鑽屑污染,具有較強的抑制泥頁岩水化膨脹與分散的能力。
- 密度範圍在0.7-1.0g/cm3,抗温能力應達到所鑽井深的地層温度。
- 應具有良好
充氣鑽井液的性能取決於它的組成和氣液的相對含量。按照現場充氣鑽井液的配方,在室內進行了充氣鑽井液的性能測試,並與普通膨潤土鑽井液進行了性能對比,實驗結果如表3-47所示。普通膨潤土鑽井液的基本配方是:1m水+50kg膨潤土;充氣鑽井液的基本配方是:0.5m水+25kg膨潤土+(2~3kg)CMC+0.25kg K12。
充氣泥漿的配製是在泥漿攪拌機中配製性能合乎要求的原漿。在原漿中加入起泡劑和穩泡劑,強力攪拌。待泥漿充分充氣膨脹後測量充氣泥漿的比重、粘度和失水特性,合乎要求即可用常規泥漿泵泵入井內循環使用。在鑽進過程中依漏失和廢液排除情況,補充新充氣泥漿。
為了達到泥漿充分充氣的效果,應採取強力攪拌措施。例如加大機械旋轉攪拌機的攪拌水動力特性,以及採用高壓水槍進行循環噴射攪拌等。
試驗表明,充氣鑽井液攜帶岩屑能力強 。使用充氣鑽井液時攜帶的鑽屑顆粒粒徑以3~5mm為主,有時也出現粒徑10~20mm的鑽屑,充氣鑽井液的強攜帶岩屑能力主要是因為它的動切力高;攜帶岩屑能力強也表現為孔底乾淨,沒有沉碴,每次下鑽都能順利下到孔底。
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