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水平井岩屑运移机理:长宁威远气田的任务书 一、引言 水平井是一种特殊的钻井方式,其特点是钻井方向沿着地层主要含油层岩层走向,平行于地面或与之稍微倾斜的井眼。水平井的开采效果很好,但在钻井过程中,岩屑的运移是一个重要的问题。长宁威远气田是中国大陆气田勘探开发的一个重要区域,探讨水平井岩屑运移机理对于长宁威远气田的勘探开发具有重要的意义。 二、水平井岩屑产生和运移机理 在钻水平井的过程中,钻头不断地切断岩石,压碎成岩屑,随着冲洗液返回至地面。相比普通垂直井,水平井的钻井液流动速度较小,强制循环能力不高,就容易引起岩屑回流的问题。另外,水平井的井眼壁面比较光滑,与普通垂直井相比,岩屑附着性降低,因此岩屑的回流更加严重。 1.岩屑产生 首先,需要解决的是岩屑的产生问题。在水平井钻井过程中,岩屑产生一般来说有以下几个原因: (1)冲洗液的冲击和抛掷作用:冲洗液的高压水流和喷嘴的脉冲喷射,会将岩石表面的一些小粒度颗粒抛离,产生岩屑。 (2)钻头的切削作用:依靠钻头的旋转和下压作用,将地层的岩石切削成合适的尺寸和形状,产生岩屑。 (3)地下水的压实力和自然裂隙:地层的新鲜岩石在开采前都有高度的地应力,而钻头进入这种高地应力的岩层,就会产生裂隙,这些裂隙有很多都是沿岩石的纹理和层间断裂发生的。裂隙会给钻头提供裂开岩石的可能性,从而产生岩屑。 2.岩屑运移 在水平井钻井的过程中,岩屑的运移是一个非常重要的问题,它的产生范围、数量和大小都会影响到井壁的稳定性和钻井的产量,其中主要包括两个方面。 (1)岩屑的回流。在钻井的过程中,冲洗液要不断地向井底买进和回流,这就会引起地beneaththebit部分的岩屑回流。而且,在轴向的钻井液流动力作用下,岩屑沿井眼壁向井口运移,从而使井壁上部出现岩屑排列堆积。 (2)岩屑的垂直运移和侧向运移。在水平井中,由于岩屑的产生和回流,导致井眼底部会出现大量的岩屑。这些岩屑有两种运移方式:一种是往井口方向的垂直运移,另一种是横向或侧向的运动。岩屑在井眼里的运动是有规律的,主要受到钻井液流动力、重力和井眼几何形状的影响。 三、水平井岩屑治理措施 为了降低水平井钻井中岩屑回流和井底堆积的难度,需要制定相应的岩屑治理方法。 1.钻井液的配置措施。钻井液是钻井工程的一个非常重要的组成部分,合理的钻井液能够对岩屑的产生和回收起到很好的控制作用。在水平井中,一般采用低浓度的聚合物和润滑剂来作为钻井液。低浓度的聚合物在运作时可以有效地抑制岩屑的产生,而润滑剂可以降低井眼壁和岩屑之间的摩擦力,提高钻头的旋转速度,从而减少回流和堆积的可能性。 2.井眼的修整和加固。在钻井的过程中,需要定期进行井眼的修整和加固。井眼的修整可以保持井眼壁的平整度,降低回流产生的风险。同时,加固井眼也可以提高井壁的稳定性,减少岩屑的回流、堆积和垂直运移。 3.钻头的选用和井眼直径的合理选择。钻头的尺寸和型号可以针对不同的井眼直径和地层性质来选择。在使用钻头时,应选择相应的钻头型号和转速,以确保钻头能够切割更多、更小的岩屑,减少回流的情况。同时,井眼直径要尽量小,除了可减少冲洗液和钻头的消耗外,还可以降低回流和堆积的可能性。 四、结论 如今,水平井已成为一种极具应用价值的钻井技术。钻井工程中的岩屑处理已成为制约生产和长期稳定开采的难点。水平井岩屑治理措施是一个复杂的问题,需要根据不同的工作条件采用不同的方法和手段。通过对长宁威远气田水平井岩屑产生机理和运移规律的研究,可以为气田的勘探和开发提供重要的理论基础和实践指导。