毕业论文--气基流体空气钻井技术.doc

毕业论文--气基流体空气钻井技术
毕业设计论文
题目气基流体空气钻井技术
摘要
过去对气基流体空气雾化液等作为气体钻井循环流体缺乏深入的理论研究和现场应用经验为适应新的气基流体钻井方式及钻井工艺技术的进步开展了气基流体空气的应用技术的研究空气作为循环流体它在钻井过程中的主要作用是将井下的钻屑举升到井口并带出井眼如果空气量不够则难以有效地将井下钻屑携带出来这样钻屑就会在井内沉降并在井底聚积造成卡钻介绍了气基流体空气的携岩机理空气量的计算方法空气循环系统以及气基流体空气雾液在现场的应用效果空气钻井国内外应用现状优缺点及所用的设备并阐述了空气钻井的一些关键技术如钻具腐蚀问题钻遇水层问题固井等最后介绍了空气钻井技术的改进技术[1]
关键词气体钻井气基流体空气钻井携岩机理钻具腐蚀钻遇水层固井
目录
前言 3
第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统 4
11基本概念 4
12 空气量的大小与井眼净化的关系 4
com 空气携岩机理 4
com 钻屑形状与下沉速度的关系 5
com 空气注入量的确定 6
13 气基流体空气/雾液的循环系统 8
第2章空气钻井技术的国内外研究现状 10
21 空气钻井在国内外应用现状 10
22 国内外关于空气钻井理论研究与参数计算的发展与现状 11
23 空气钻井的优缺点比较 12
24 空气钻井设备介绍 13
25气体钻井所必需的条件井眼条件13
第3章空气钻井的关键技术与实例简 16
31 空气钻井与钻具腐蚀 16
com 腐蚀物质与腐蚀形式 16
com 防治措施 17
32 空气钻井地层出水限定值 18
com 地层出水对空气钻井的影 18
com 地层出水后空气钻井方法 19
33 空气钻固井技术实例 22
com 平落0065井空井固井初 22
com 主要技术难点 23
com 空井固井施工技术 25
com 现场施工技术 26
com 固井技术总结 27
第4章气体钻井技术的改进 28
41控制气体体系的压力 28
42 控制压力钻井的目标 29
com 液压系统 29
com 气压系统 29
com 气体流体钻井误解 30
com 没有适当控制井眼压力所造成的问题 30
43 井下空气分流器 DHAD 31
44 压力试验结果 32
45 建议 33
结论 34
参考文献 35
致谢 36
前言
气体钻井技术就是以气体为主要循环介质的欠平衡钻井技术主要有纯气体钻井雾化钻井泡沫钻井和充气钻井液钻井[1]气体钻井在国外应用已相当广泛主要用于加快钻速发现和保护气层在低压破碎地层用气体钻井可以解决长段井漏问题气体钻井首次使用是在19世纪中期美国犹他州使用空气钻井技术进行钻井此后该技术被广泛应用于世界各地油气井包括煤层气的钻探和开发上特别是在阿巴拉契亚山脉地区新墨西哥圣胡安盆地西得克萨斯等油田和钻井液易漏失的洛基山脉地区空气钻井得到广泛的应用[2]截至2000年美国约30的钻井和完井作业采用该技术最深井57912m[2]
第1章气基流体空气钻井的基本概念和循环系统
11基本概念
气基流体空气钻井是利用大气中的空气或雾化空气流体作为钻井的循环介质通过特殊的气体钻井配套设备空压机增压机空气锤旋转防喷器及连接管汇等将空气注入井下再携岩返至地面来进行钻井的一种工艺技术气基流体空气是由空气干燥剂防腐剂以及其它添加剂按一定的比例混合组成干空气和充空气空气泡沫流体钻井是可使地层压力小于10的地层实现欠平衡钻进的钻井技术是目前使用较多的一种气体型流体
12 空气量的大小与井眼净化的关系
气基流体空气钻井中使用的循环流体是空气它在钻井过程中的主要作用是将井下的钻屑举升到井口并带出井眼如果空气量不够则难以有效地将井下钻屑携带出来这样钻屑就会在井内沉降并在井底聚积造成卡钻因而在空气钻井作业中空气注入量空气流速是安全钻井的关键因素
com 空气携岩机理
在空气钻井中循环的空气对钻屑施加一个与钻屑重力方向相反的举升力当举升力大于重力时钻屑就沿井眼向上移动相反钻屑就会沉降由于钻屑自身重力不受空气流的影响因而空气使钻屑向上运动有一个临界速度当空气在环空中的流动速度超过临界速度时钻屑就向上运动如果钻屑的自由沉降速度为Vt 空气沿井眼环空向上的流速为Vf 那么钻屑向上的运动速度Vc 可由下式表示
Vc Vf-Vt 1-1
由公式 1-1 可知钻屑的自由下沉速度越大运移钻屑所需的空气流速越大钻屑的自由下沉速度与钻屑直径密度形状和流体密度等因素有关研究发现球形微粒的自由下沉速度为
1-2
在公示1-2 中dc为钻屑直径mmCd为阻力系数ρc为钻屑密度g/cm3ρf为流体密度g/cm
com 钻屑形状与下沉