关于油基钻井液提高钻速原理和方法.pdf

学兔兔 第29卷 第3期 钻 井 液 与 完 井 液 、，0l_29 NO．3 2012年 5月 DRILLING FLUIDCOMPLETION FLUID May 2012 【理论研究与应用技术】 基于油基钻井液提高钻速的原理与方法 王富华 ， 谭学超 ， 高鲁军 ， 王瑞和 ， 郭保雨 (1．中国石油大学 (华东)石油工程学院，山东青岛；2．中国石化胜利石油管理局钻井工程技术公司，山东东营) 王富华等．基于油基钻井液提高钻速的原理与方法[J]．钻井液与完井液，2012，29(3)：6．8． 摘要 结合通用钻速方程和油基钻井液的特点，分析了油基钻井液对钻速正反两方面的影响，指出了影响机 械钻速的主要因素是地层岩石特性，其次是井型和钻井液性能。提高机械钻速的主要途径包括钻头的合理选型、 钻进技术参数的合理优化，以及钻井液配方与性能优化。通过调整钻井液配方与性能，使其能够有效清洁钻头、 改变井底岩石的润湿性、大幅度提高钻井液的极压润滑性；向钻井液中加入中性润湿剂改变微裂隙表面润湿性； 加入抗高温的油溶性高分子增黏提切剂代替有机土、氧化沥青等胶体颗粒，以便降低微米、亚微米颗粒含量，提 高剪切稀释性和携岩效率，从而提高机械钻速。 关键词 油基钻井液；提高机械钻速；钻速预测方程；亚微米颗粒；剪切稀释性；中性润湿剂 中图分类号：TE254．2 文献标识码：A 文章编号：1001—5620(2012)03．0006 03 在机械钻速影响因素中，钻井液因素是不容忽 率指数c=0．5236-k Ka0．52。 视的一个重要因素。对于水基钻井液来说，钻井液 钻进技术参数的合理优选与优配程度，直接关 密度、流变性、滤失性、固相含量、固相粒径、固 系着钻井速度的高低。现结合通用钻速方程通过分 相分散度以及润滑性等与机械钻速的关系研究已取 析钻压 、转速Ⅳ、水功率 等的钻进敏感指数 得了许多成果，并已应用于指导钻井液性能设计 与地层可错l生的关系进行分析，结果见表1。 及现场施工，对提高机械钻速起到了重要作用[1 】， 1)钻压是钻井过程中提高机械钻速最重要的 但对于油基钻井液来说，国内外未曾进行深入研究。 技术参数之一，其敏感性相当显著。由室内和现场 目前，油基钻井液的应用越来越广泛，基于油基钻 试验可知，通用钻速方程中钻压指数，是一个大于 井液钻井条件下提高机械钻速的技术研究具有重要 1的数，按地层可钻性整级级值计算的钻压指数a 的现实意义。 见表 1。由表1可以看出，钻压指数a随 值的增 大而增大， 值越大则a值越大，钻压对钻头破岩 1 机械钻速影响因素分析 的相关影响则越显著。地层可钻性级值 值越大 表示地层越硬、越难钻，因此，在硬地层钻进中施 20世纪90年代初，基于优选参数钻井工艺研 加钻压值的大小，直接决定着钻头破岩效率的高低。 究的需求，胜利油田钻井工艺研究院在室内进行了 2)转速是钻进技术参数之一，其对提高机械 全尺寸钻头钻进3～10级岩石的三因素四水平的正 钻速的作用没有钻压大，特别在硬地层中其敏感性 交模拟试验，建立起基于 “地层因素一岩石可钻性 相对较弱，通用钻速方程中转速指数b小于1。由 级值 ”的通用钻速预测方程，数学模型为： 表1可知，转速指数b随 值的增大而减小，地 V=K