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金刚石复合片钻头泥包的概念和解决方案——瑞龙钻具

金刚石复合片钻头泥包的概念和解决方案——瑞龙钻具

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:临清市瑞龙钻具有限公司
  • 来源:http://www.lqrlzj.com
  • 发布时间:2021-01-12
  • 访问量:0

【概要描述】金刚石复合片钻头泥包的概念和解决方案——瑞龙钻具

金刚石复合片钻头泥包的概念和解决方案——瑞龙钻具

【概要描述】金刚石复合片钻头泥包的概念和解决方案——瑞龙钻具

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金刚石复合片钻头泥包的概念

金刚石复合片钻头泥包是指钻头表面为泥团所包被,在钻进、起下钻过程中都会发生。发生钻头泥包后,PDC钻头牙齿受泥包影响“吃入”地层程度减小,导致其攻击力不能正常发挥、钻速变慢,严重时包死钻头、堵死水眼,导致泵压升高,甚至无进尺,如果是在起下钻时发生,还有可能造成环空阻塞。

PDC钻头泥包的常见现象 

1、金刚石复合片钻进时进尺明显变慢,或者说钻时明显升高;

2、增大钻压或减小钻压对钻速无明显影响;

3、地层变化时对钻速影响不大;

4、一般情况下泵压略有升高或无明显变化;但有时也会出现高泵压,甚至堵死钻头水眼,阻塞循环通道;

5、钻头牙齿不能有效吃入地层,表现出扭矩变小或扭矩波动范围减小;

6、起下钻出现“拔活塞”现象;

7、短起下钻过后钻速明显变慢,继续钻进可能会逐渐恢复原钻速而泥包解除,或者继续变慢造成严重泥包致无法钻进;

8、钻井中发生钻具刺漏、循环出现短路,处理完后钻速明显变慢。 

造成PDC钻头泥包的原因  

1、地质因素:所钻地层为上部不成岩的软泥,极易粘帖于钻头表层,压实后造成钻头泥包;地层中的泥页岩虽成岩,但易于水化分散,使井眼内泥质或固相含量大增,吸附于钻头表面造成钻头泥包;或者地层中含有分散状石膏,造成泥浆污染后,泥浆中的有害固相难于清除,使钻头被泥包的机率大增;地层渗透率高,在压差作用下,吸附井筒内有害固相及未及时携带出的岩屑,形成厚泥饼,起下钻时在PDC钻头下方堆积造成钻头泥包。 

2、泥浆性能因素:泥浆抑制性差,无法控制泥页岩的水化分散;固相含量和粘切过高,钻出的岩屑难于清除,易吸附在钻头表面,如果使用的是无固相钻井液,钻头是绝对不会发生泥包的;泥浆比重偏高,失水大,易形成过厚的粗糙泥饼;润滑性能差、钻头表面无法形成有效的保护膜,钻井液中的劣质固相易吸附在钻头上。 

3、工程技术因素:钻进中排量小,不能有效清洗井底及钻头,同时上返速度不足,岩屑在井内滞留时间长,粘附于井壁形成厚泥饼,尤其是中上部钻速高时更为严重;在软泥岩地层,钻压过大,地层或钻屑与钻头表面形成直接接触,造成钻头泥包;长裸眼下钻未进行中途循环,从井壁上

刮下的泥饼或钻屑则会泥包钻头。 

4、钻头选型因素:水眼设计无法满足排屑要求;流道排屑角阻碍了钻屑顺利脱离井底。 

5、操作水平因素:下钻速度过快,钻头不是在顺着螺旋型轨道向下滑行,而是在井壁上不断刮削泥饼或钻屑,极易造成钻头泥包;下钻时遇阻不是接方钻杆循环划眼冲洗钻头,而是下压或下冲,从井壁上刮下的泥饼或钻屑则会泥包钻头;下钻到底时操作方法有误,如果先启动转盘,后启动泵,同样也会造成钻头泥包;在软地层中钻进时,送钻不均匀。 

金刚石复合片钻头泥包的预防   

1、泥浆性能的调整 

1)、混油或增加润滑剂投入量,使钻屑不易粘附到钻头上;

2)、加大钻井液中聚合物含量,控制失水,提高泥饼质量;

3)、提高钻井液抑制性,减少泥页岩的水化分散;

4)、降低钻井液粘度、切力,及时清除劣质固相;

5)、对高渗砂层,可使用屏蔽暂堵技术,减少渗透性漏失;

6)、对含膏岩层,应提前加碱,防止其污染泥浆。 

7)、维护处理好泥浆性能,在PDC钻头入井前后对预防钻头泥包都是有效的;PDC入井后,开泵前,配置一定量的清洁剂(表面活性剂)对钻头加以清洗也有一定效果。   

2、工程技术措施石油钻井装备 

1)、首先做好PDC钻头的选型工作,钻头水眼、流道设计应利于排屑;   2)、下入PDC钻头之前,应充分循环泥浆,清洗井眼,防止起钻后滞留在井眼内的钻屑继续水化分散;

3)、下入PDC前先短起下钻,对井壁泥饼进行刮削、挤压,将厚泥饼拉薄、压实,尽量保证井眼畅通、消除阻卡;在钻头泥包高发区,如果采用了所有方法也无法避免PDC钻头泥包,那么先使用牙轮通一趟井就成了必要手段; 

4)、下钻时在钻头流道表面涂满黄油,形成一层保护膜,减少钻头与泥浆中的劣质固相直接接触的时间,或者把钻头包起来,这样做既便在深井中也是有一定作用的; 

5)、下钻时钻头不断刮削井壁,井壁上的泥饼或滞留于井内的钻屑会在钻头下堆积,到一定程度便会压实在钻头上,那么下钻中途进行循环,将钻头冲洗干净也是有其必要的; 

6)、下钻过程中还应适当控制速度,防止钻头突然冲入砂桥,钻进一堆烂泥中;另外如果速度恰当,PDC钻头会顺着上一只钻头所钻的螺旋形井眼轨道行进,而不是在井壁上划拉下大量泥饼。 

7)、每次下钻到底时必须先开泵,尽量提高排量充分冲洗井底和钻头,等排量满足要求后再轻压旋转钻进0.5-1m,这也是PDC钻头造型的要求。

8)、尽量采用大排量钻进,保证PDC钻头的充分清洗与冷却;

9)、在软泥岩中钻进,应尽量采用低钻压、高转速、大排量,没有必要盲目使用高钻压去追求那仅高一小点的钻速,那只是牙轮钻头的使用方式; 

10)、操作要精细,送钻加压一定要均匀,不能忽大忽小。 

PDC钻头泥包的解决方案  

1、处理钻头泥包的第一条原则就是:不要急于打钻,因为越打包的越厉害;

2、无论预防或处理钻头泥包,调整泥浆性能都是必然的,发现钻头有泥包迹象,应立即停钻并配置清洁剂在第一时间打入井内对钻头进行清洗;

3、停止钻进,提高排量加强水力冲洗效果,上提钻头脱离井底,提高转速增大离心力使泥块易于甩出,并上下大幅度活动几次,然后下压至井底不开转盘循环5-10分钟,将上述过程反复操作;如果在2个循环周内无效,就应当考虑起钻了。

小结

1、金刚石复合片钻头泥包问题往往主要是由于泥浆中固相含量过高、钻井液排量小不能有效清洗钻头、地层本身胶质泥岩含量大易粘附钻头所致。一般发生在泥浆刚转换后2-3小时、双石层钻进过程中及更换钻头到底1小时左右,PDC钻头在入井前卸去所有钻头水眼,导致水眼流速过低而堵水眼,造成泥包刀翼。 

处理的办法是:在转换和处理泥浆时控制分散不好的白土和璜化沥青加量,钻进中及时开动固控设备清除泥浆中微小有害固相颗粒含量,更换PDC钻头下钻中途要大排量循环及时清除下钻粘附钻头的泥巴,到底后尽可能先大排量循环几分钟后再钻进,把握好这几个关键环节可有效防止PDC钻头泥包。值得注意的是技术人员要正确认识立管泵压由循环压力和喷嘴压降组成,只要喷嘴压降为零,就是再装多大水眼也不影响立压。因此通过卸去眼,不但改变不了立压,还往往容易造成PDC钻头泥包。 

2、尽快摸索掌握各区块定向井轨迹控制规律,优化钻具结构,尽可能减少中途调整方位和井斜而引起PDC使用不到家,如果需要在可钻性较差的下部井段采用复合钻进,使用耐磨性好的高端PDC钻头,可以提高PDC钻头的使用效果,提高钻井速度。

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