加重钻井液固控系统

加重钻井液固控系统

       加重钻井液是控制井压一项重要而有效的措施,控制井压也就控制了高压油气层,因此应重视和加强对加重钻井液的固相控制。加重钻井液一般用于较硬地层、井径较小,钻速较低,固相含量(但总的处理量不高)的钻井过程,通常介于12%~42%,而非加重钻井液介于0%~22%。
 加重钻井液的固相有高密度和低密度两种。在固控中,要避免对加重剂的损耗。除钻井液振动筛外,现行固控设备都为重力分离,遵循斯托克定律。在淡水钻井液中,一般钻屑颗粒与重晶石的当量粒度比约为1.5:1.0 。按照API重晶石标准,若使用150mm(约6")旋流器对钻井液进行除砂,则经底流损失的重晶石就较多,不经济,如用细目筛和250mm(约10")、300mm(约12")除砂器较适宜。
加重钻井液的钻屑与黏土的体积含量比控制较严,不宜超过2:1  。在非加重钻井液的最优化钻进方案中,可放宽到3:1  ,若经济上可行,还可放宽到4.5:1   。在非加重钻井液中,主要清除较粗颗粒固相。而在加重钻井液中,还要控制胶体固相,有时还要进行除气工作。重晶石在使用过程中和钻屑一样,要不断细化,甚至细化到胶体范围。若不加处理,钻井液性能就会恶化。
       加重钻井液的固控,有全流固控和部分流固控,后者用来降低钻井液中的劣等胶体固相和可溶性盐类,也可用于重晶石的回收。用于部分流固控的设备有螺旋式钻井液离心机,筛筒式钻井液离心机和50mm(约2'')或75mm(约3'')旋流器。筛筒钻井液离心机的进料加水量较大,为螺旋式钻井液离心机的2.5~4倍,除胶体率为其一半左右,重晶石回收率略低,但其回收重晶石的底流呈液态,可以直接回收到循环系统中去。旋流器的进料加水量为旋转式钻井液离心机的4~8倍,除胶体率略低,最高重晶石回收率为螺旋式钻井液离心机的3/4左右。对于加重钻井液的固相控制,也有一种固控系统的中心设备是钻井液泥浆清洁器,它能除去大部分钻屑而回收钻井液中的液相和大部分重晶石。
      需要说明的是,在固相控制系统的设备匹配中,筛选设备和离心沉降设备都应安钻井液的最大流量来匹配,但除钻井液离心机外,它一般只能处理1/10左右的流量。
加重钻井液固控处理流程图
 
       由图所示的为加重钻井液固控系统的典型流程图,从井口返回的钻井液流经钻井液振动筛(双层筛),去除大尺寸的钻屑。振动筛的底流经除气处理后进入除砂器处理,除砂器底流被抛弃,溢流流回钻井液泥浆罐。经除砂器处理的钻井液通过钻井液泥浆清洁器后分为两股液流:一般为低密度的液流,它返回钻井液循环系统;另一股为高密度底流,它经过一个超细目钻井液振动筛的再次筛选,使重晶石及有用液相返回钻井液循环系统,而将大部分砂粒除去。
       虽然经过钻井液泥浆清洁器处理后,大部分有害液相已被清除,但总有一些极细的钻屑或略小于2μm的胶体,会随着重晶石通过超细目钻井液振动筛回到钻井液系统中;或者当钻进造浆性能很强的黏土层时,钻井液中的胶体含量剧增,使钻井液 黏度升高,性能变坏;另外钻井液泥浆清洁器分离的粒度受超细目钻井液振动筛的限制,在清除旋流器底流中的细小钻屑的同时,也要损失少量重晶石,若过筛钻井液中仍含有较多的细钻屑和胶体重晶石,就需采用钻井液离心机作进一步分离,如图所示。让钻井液离心机工作至少两个循环是很有必要的,这时,钻井液离心机的溢流被抛弃,底流回收的重晶石流回钻井液系统。
       从图所示的加重钻井液固控系统可以看出,钻井液泥浆清洁器是关键设备。另外,加重钻井液固控系统在使用中应连续不断的进行清除工作,避免钻屑粉碎成泥或糙土,防止钻屑在钻井液系统中的积累,同时保持系统中应有的重晶石含量,尽量减少重晶石和贵重液相的损失。
      应当注意的是不需要使用加重钻井液钻井的地区,固控系统不必考虑处理加重钻井液的问题,而需要使用加重钻井液钻井的地区,固控设备的布置就应兼顾处理轻、重钻井液。

© 2020 艾潽固控 - 为您提供全方位的泥浆处理方案

客服中心
展开客服