钻井泥浆在使用中必然有大量的地层钻屑和井壁坍塌物混入,且必然被分散磨细,成为粒径大小不等的微粒,而泥页岩中粘土混入,混入钻井泥浆的大量粘土,也因水化作用和钻井泥浆中胶体稳定剂的作用而高度分散,它使钻井泥浆粘土含量不断升高从而对钻井泥浆性能及其功能发挥带来十分不利的影响,成为钻井泥浆技术必须解决的重大问题。
有害固相对钻井泥浆性能和功能的影响:
一. 增加钻井泥浆粘度:
石灰岩和花岗岩等固相的侵入对钻井泥浆粘度增加影响不大,而泥页岩中混入粘土,因水化作用产生地层或岩屑造浆,它使钻井泥浆中粘土含量不断升高,可能造成井浆的粘度大幅度的上升,甚至丧失流动性,无法维持正常钻进,引发事故并大大增加钻井泥浆的维护成本。固相(粘土)含量越大,其分散度越高(颗粒越细)对钻井泥浆粘度增加越大。
二. 泥饼质量变差,变厚,将导致井下情况复杂:
钻井液的功能之一就是在井壁周围形成泥饼。若钻井液中岩屑增多将导致泥饼变厚,而这种泥饼质地松软(特别是分散的岩屑在泥饼中容易形成厚而松的假泥饼):
1. 在厚泥饼使井径变小后,必然增加钻柱运动阻力,摩擦系数增大,导致钻柱扭矩增大,打定向井,水平井,大位移井时问题更为突出,甚至钻井无法进行。
2. 起下钻时挂卡情况严重,特别是有假泥饼时情况更坏。其结果导致动力消耗增大,钻柱寿命缩短,钻具事故增多。
3. 容易引起压差卡钻。若是在渗透性地层这种泥饼会更厚,一旦钻具不居中,则陷入泥饼中,泥饼越厚陷入面积越大,此时钻柱就会受井内钻井液液柱压力与地层压力之间的压差作用而被紧紧的压在井壁上,而无法拔出。
三. 缩短机械设备及井下钻具的寿命:
根据钻井泵易损件的摩擦磨损实验表明,钻井液中的含砂量由3%增加到6%,活塞使用寿命由400小时降到70小时。
四. 堵塞油气层通道:
打开油气层时,在压力差的作用下,钻井液中小于油气层孔隙的固相颗粒随滤液进入油气层,直到被孔径更小的孔隙堵住为止。这样必然使油气层的渗透率下降。进行采油时,仅借助于原油进入井口的反流动力是很难排除这种堵塞情况的,从而造成油气层的永久性破坏。
因此,我们就要采用相应的措施来解决以上三个问题,而使用泥浆固控设备就是目前最为理想的解决方法。从泥浆固控技术角度而言,合理的投入对提高泥浆质量,降低泥浆的粘度、切力、比重,使泥浆具有较低的水眼粘度,可以充分发挥泥浆的水力破岩、携带钻屑、清洗井底的作用,也是提高钻井速度的有效途径之一。因此除了在泥浆的维护处理上要合理使用抑制剂控制钻屑颗粒的分散外,搞好固控,降低泥浆中固相含量是提高钻井速度,降低钻井成本,保障井下安全的重要工作,也是泥浆技术管理工作中最为重要的方面之一。
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