定向穿越中泥漿循環(huán)系統(tǒng)的作用
一. 泥漿的作用及控制難點
泥漿是定向穿越中的關(guān)鍵材料,被視為定向鉆井的“血液”,其主要作用是攜帶和懸浮鉆屑并排到地表、穩(wěn)定孔壁和降低鉆進時所需的扭矩和推拉力、冷卻和沖洗孔底鉆具。而泥漿又是非常昂貴的,所以我們在使用泥漿時應(yīng)采取一些措施來高效地利用泥漿。
在遇到穿越距離長,地質(zhì)條件復(fù)雜,尤其是廣為分布的粉細(xì)砂層成孔性差,易沉砂,且砂層的泥漿漏失率大;為達(dá)到將切屑較好地排出地面的目的,在管線埋深大、距離長的條件下,要求的泥漿壓力和流量都會很大,但這樣就不能排除江底冒漿的可能性,一旦冒漿,將打破孔內(nèi)泥漿系統(tǒng)的良性循環(huán),更易造成塞孔和塌孔,甚至?xí)?dǎo)致卡鉆。而在鉆導(dǎo)向孔、預(yù)擴孔和回拖各階段均需泥漿保證良好的成孔、有效的攜砂性能和潤滑性能,這對泥漿的性能提出了很高的要求。泥漿的主要工藝性能是流變性和失水造壁性,現(xiàn)場控制的主要因素是泥漿的粘度、各種添加劑的配制以及泥漿的壓力和流量。
二. 對泥漿控制采取的技術(shù)措施
1. 基漿的配置:
按照事先確定的試驗?zāi)酀{配比,由于水平定向鉆泥漿回收較低(相對油田鉆井),施工過程中隨時需要補充大量新配置的泥漿,選用造漿率高的優(yōu)質(zhì)鈉基膨潤土配漿,對保證鉆進質(zhì)量和提高鉆進速度尤為重要。
2. 泥漿性能的控制和調(diào)整:
a. 泥漿添加劑:為保證泥漿具有良好的流變性、高攜砂性、固壁和潤滑性能,在配出基漿的基礎(chǔ)上,再按基漿重量的2-4‰比例加入的各種泥漿添加劑,使用的泥漿添加劑有:增粘劑、固壁劑和潤滑劑等。
b. 粘度控制:根據(jù)穿越段地層情況,在鉆導(dǎo)向孔階段,泥漿粘度控制在60~65S;在預(yù)擴孔和回拖階段泥漿粘度提高5~10S,即達(dá)到65~70S;實際使用過程中,泥漿的配比隨地層不同而隨之變化,并選用不同的添加劑。
c. 各階段泥漿性能調(diào)整:為保證鉆屑攜帶和孔眼清潔,控制泥漿的失水,防止塌孔。需增大固壁劑、增粘劑含量。要及時提高潤滑劑劑量,適當(dāng)降低粘度和切力,保證泥漿的流變性能良好,使鉆屑順利返出地面,增強泥漿的潤滑性,減小鉆機旋轉(zhuǎn)及推進阻力。為增強泥漿的造壁性能,防止孔壁塌陷,防止縮徑,需增大固壁劑、增粘劑劑量。為提高泥漿的潤滑性,降低摩擦阻力,增強攜屑效果;需提高增粘劑和潤滑劑劑量(潤滑劑劑量可增至基漿重量的10‰)。
3. 泥漿壓力和流量的控制:
定向穿越泥漿壓力和流量的控制原則是高流量、低壓力,通過調(diào)整高壓泥漿泵的檔位和轉(zhuǎn)速、泥漿噴嘴的直徑和數(shù)量、控制鉆進和回拉速度等來實現(xiàn)。
4. 泥漿的攪拌混合和回收:
a. 在擴孔和回拖期間,往往需要補充大量的泥漿,增加泥漿循環(huán)管路長度,相對延長了膨潤土及添加劑的熟化、混合時間,確保了泥漿的性能達(dá)到既定要求。
b. 安裝泥漿循環(huán)系統(tǒng),通過對回流泥漿的篩選處理,使回流泥漿循環(huán)使用,一可更有效地保證泥漿的供應(yīng)量;二可減少環(huán)境污染。