?。常常埃埃?長江天然氣管道穿越工程距離長、地質(zhì)條件復(fù)雜,主要穿越地層為粉砂層、細(xì)砂層,按照近年來類似工程的施工經(jīng)驗(yàn),鉆井液處理是一個很大的難點(diǎn)。
鉆井液中的固相顆粒對鉆井液的密度、黏度和切力有著明顯的影響,而這些性能和鉆井液的水力參數(shù)、鉆井速度、鉆井成本和井下情況有著直接的關(guān)系。鉆井液的固相控制是鉆井液工藝的重要內(nèi)容之一。3300m長江天然氣管道穿越工程在鉆井液回收處理中存在比較大的難點(diǎn),主要體現(xiàn)為傳統(tǒng)鉆井液回收處理系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足長距離砂層中鉆井液處理的需求。
1 傳統(tǒng)鉆井液回收系統(tǒng)的缺陷分析
傳統(tǒng)的鉆井液回收系統(tǒng)主要是振動篩及旋流器回收系統(tǒng),在粉砂、細(xì)砂地層中,鉆渣主要為砂土、粉土等,其粒徑較小,振動篩去除較困難,為土顆粒分類標(biāo)準(zhǔn)。篩網(wǎng)的孔徑大小是由目數(shù)決定的,目前在傳統(tǒng)鉆井液回收系統(tǒng)中應(yīng)用的篩網(wǎng)目數(shù)最多為120目,篩網(wǎng)孔徑與目數(shù)的關(guān)系。數(shù)據(jù)可以得知,在粉細(xì)砂層中,鉆屑顆粒的粒徑大部分都小于75μm,而傳統(tǒng)鉆井液回收系統(tǒng)常用的篩網(wǎng)粒徑最小為125μm,雖然除泥旋流器可以去除一部分100μm 以下的有害固相,但是去除量很小,無法通過振動篩回收系統(tǒng)有效去除粉細(xì)砂層鉆井液中的有害固相。而如果采用進(jìn)一步增大篩網(wǎng)目數(shù)的方法去除有害固相,又會導(dǎo)致在實(shí)際施工中鉆井液回收的功效大大降低,大量的鉆井液無法有效得以回收。
2 新型離心機(jī)鉆井液回收系統(tǒng)去除固相研究
3 幾種鉆井液回收系統(tǒng)的理論分析
鉆井液中固相含量高可導(dǎo)致形成厚的濾餅,容易引起壓差卡鉆;導(dǎo)致濾餅的滲透率高,濾失量大,造成儲層損害和井眼不穩(wěn)定,同時造成鉆頭及鉆柱的嚴(yán)重磨損,尤其會降低機(jī)械鉆速。鉆速隨鉆井液中固相含量升高而下降。鉆井液中固相含量每升高7%,鉆速降低50%。大量研究結(jié)果顯示:鉆井液中固相含量每降低1%,鉆速至少可提高10%。鉆速與鉆井液中固相含量的關(guān)系。實(shí)踐證明,鉆井液中的固相類型對鉆速影響差異較大,當(dāng)鉆井液中固相含量相同時,固相顆粒尺寸不一樣對鉆速影響不同,高造漿率黏土對鉆速的影響最大。每種鉆井液處理設(shè)備對于鉆井液中固相含量的處理效果差異較大,不同鉆井液處理設(shè)備對鉆井液固相的處理效果。
4 結(jié)論
1)離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)清除鉆井液中的固相不增加鉆井液體積,不必補(bǔ)加大量處理劑,有利于降低鉆井液成本。
2)離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)對鉆井液的性能影響小,調(diào)漿方便,有利于井下正常鉆進(jìn)。
3)離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)有效除去了鉆井液中的有害固相,降低了擴(kuò)孔扭矩,加快了機(jī)械鉆速,有利于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。理論及實(shí)踐皆證明離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)更適用于粉細(xì)砂地層中的穿越鉆井液處理。
4)離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)在中、粗砂以上地層的穿越施工中較傳統(tǒng)鉆井液回收處理系統(tǒng)存在一定的劣勢,此時不應(yīng)盲目使用離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)。
5)中速離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)較高速離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)在粉細(xì)砂地層中的穿越鉆井液處理應(yīng)用功效更高,而高速離心機(jī)鉆井液回收處理系統(tǒng)更適合于應(yīng)用在黏土類地層的穿越施工中。