您当前的位置:主页 > 新闻中心 > 行业新闻 > 地热打井技术 >
新闻中心
泥浆正循环钻探工艺的发展历史及参数
来源:地大热能 2017-08-08
  2.1泥浆正循环钻探工艺
 
  近年来,反循环钻探、冲击钻探、潜孔锤钻探等钻探工艺得到了普遍的应用及发展,但钻探工艺依然是以正循环回转钻进为主,具有最广泛的适用性。2.1.1工艺参数(1)钻压。在较深地热井钻探中,钻压加不足是最常见的,这是影响钻探效率的主要因素之一。例如,中软地层用Φ216mmHA537钻头,推荐钻压应为107~226kN,但在生产中因钻铤和钻杆质量问题,所加压力一般都比上述值要小。
 
  钻压不足对机械钻速的影响较明显,尤其是钻进中硬以上地层时,一般钻压仅使岩石实现体积破碎,此时,上返岩屑颗粒较大。因此,要提高钻探效率,应使用质量好的钻具,加足钻压钻进。
 
  (2)转速。牙轮钻头主要以牙齿对岩石的冲击、压碎和剪力作用来破碎岩石。硬和极硬地层主要靠牙齿对岩石的冲击、压碎作用来破碎;极软和软地层主要靠牙齿对岩石的剪切作用来破碎;中软、中硬地层靠这两种作用同时破碎地层。因而,对于极软和软地层应采用低压高速,转速为85~90r/min;对于硬和极硬地层应采用高压低速,转速为60r/min左右。
 
  (3)泥浆参数。泥浆的主要作用是保持孔底清洁,并维护孔壁稳定。地热井钻进中,一般较好的泥浆性能为:失水量10~15mL/30min,密度1.05~1.15g/cm3,粘度25~32s,泥皮厚度0.5~1mm,pH值8~10。对于泥岩地层,应加入降失水剂,泥浆性能应为:粘度20~25s,失水量<10mL/30min,用好的粘土造浆或提高粘土颗粒含量(能防泥岩造浆)。现场须配有振动除砂器和旋流除砂器,提高泥浆的质量并及时替出废浆。
 
  (4)泵量。泵量应保证孔底干净,无残留岩屑。孔内岩屑过多,不但会出事故,而且影响效率。一般常配的泥浆泵排量由小到大为3NB-350或BW-1200、石油3NB-500、3NB-1300泵。泵量越大携带岩屑效果越好。
 
  2.1.2常用钻具组合Φ445mm或Φ311mm钻头+Φ178mm钻铤+Φ127mm钻杆;
  Φ216mm钻头+Φ159mm钻铤+Φ89mm钻杆;Φ152mm钻头+Φ121mm钻铤+Φ89mm钻杆。2.1.3钻探技术难点
 
  (1)粘钻及缩径。地热井钻进较厚的第三系泥岩地层及页岩夹层时,因泥页岩为水敏性溶胀分散地层,膨胀缩径、泥浆增稠,钻头泥包,在钻井中常遇到不同程度的遇阻、卡钻、缩径等情况。
 
  三牙轮钻头钻进泥页岩时,岩屑常存于牙齿之间,形成“泥包”。其主要原因是:泵量小;由于造浆作用,孔底泥浆粘度较大;牙轮自转不灵活。
 
  克服粘钻和缩径的措施有:加大泥浆泵排量,选用大排量泥浆泵,优质泥浆等技术措施。有条件时应选用大排量石油系列泵,如3NB-500、3NB-1300泵等。
 
  (2)漏失。在热水层中钻进时,会遇到漏失情况,有时漏失严重不返浆。热水储层为白云岩、灰岩、砂岩时,孔壁稳定性较好,因而可采用清水顶漏钻进。在取水目的层以上钻进时,对于小漏失,可以在泥浆中加锯未或堵漏剂进行堵漏;较大漏失时,可向孔内投入粘土球或用水泥堵漏。对于难于堵住的大漏失,可改用气举反循环钻进,也可下管封隔,或采用泡沫泥浆钻进。堵漏方法较多,可根据地层和实践经验进行选择。2.2气举反循环钻探工艺
 
  气举反循环钻探工艺能避免泥浆对环境的污染及对含水层的淤塞,并能克服地层漏失。在目的层钻进时采用该工艺不但可以免去化学洗井工序,而且能最大限度提高岩层的产水能力。
 
  气举反循环钻探工艺在硬件配备上只需空压机、气水混合器、双壁钻杆、双壁主动钻杆及配套水龙头。对于较深的钻孔,需配备大马力的空压机。难点是双壁钻杆的密封问题。
 
  钻具组合:Φ311mm、Φ216mm或Φ152mm钻头+钻铤+钻杆+气水混合器+Φ114mm或Φ127mm双壁钻杆+双壁主动钻杆。
 
  钻探工艺参数:沉没比>0.5。一般应配置较大马力的空压机。其功率为190kW,空气压力排量最大为25MPa。
 
  例如,某地热井取水目的层采用气举反循环钻探工艺。采用GZ-2600型钻机,WY-7.5/40型空压机,设计孔深2400m;钻具组合(取水目的层):Φ152mm钻头+Φ121mm钻铤+Φ73mm钻杆+气水混合器+Φ127mm双壁钻杆+双壁主动钻杆。气举反循环钻探工艺施工井段从2070.07~2401.02m,共计进尺330.95m,钻探总台时400.34h,单位辅助时间0.52h/m,纯进尺效率提高到1.45m/h。
 
  

图片新闻

项目展示