反循環(huán)鉆井與洗井技術(shù)

1、反循環(huán)鉆井與洗井技術(shù)反循環(huán)鉆井與洗井技術(shù)前言鉆井液從井筒環(huán)空流入，經(jīng)鉆頭、鉆具內(nèi)眼返出為反循環(huán)鉆井。反循環(huán)鉆井技術(shù)具有減少鉆井液漏失、保護油氣層、巖樣清晰等優(yōu)點。反循環(huán)鉆井分為氣舉反循環(huán)、空氣反循環(huán)、泵吸反循環(huán)等。氣舉反循環(huán)鉆井技術(shù)從裝備上需要空氣壓縮機、儲氣罐、氣盒子、雙壁鉆具、混氣器、反循環(huán)鉆頭等，現(xiàn)場利用原鉆機連接上述設(shè)備進行作業(yè)，應(yīng)用結(jié)束拆走設(shè)備后不影響正常鉆井作業(yè)。通過試驗及現(xiàn)場應(yīng)用，設(shè)備配套實用，應(yīng)用井漏層連續(xù)鉆進400余米

2、，效果良好。利用氣舉反循環(huán)時對井底的抽吸作用，可以進行洗井、撈砂作業(yè)，由于減少了正循環(huán)時壓實效應(yīng)，液流在鉆具內(nèi)直接上返，避免了含砂洗井液進入地層，堵塞通道，可以有效的保護油氣層。一、氣舉反循環(huán)鉆井概述一、氣舉反循環(huán)鉆井概述氣舉反循環(huán)鉆井，是將壓縮空氣通過氣水龍頭或其它注氣接頭（氣盒子），注入雙層鉆具內(nèi)管與外管的環(huán)空，氣體流到雙層鉆桿底部，經(jīng)混氣器處噴入內(nèi)管，形成無數(shù)小氣泡，氣泡一面沿內(nèi)管迅速上升，一面膨脹，其所產(chǎn)生的膨脹功變?yōu)樗奈荒埽?/p>

3、推動液體流動；壓縮空氣不斷進入內(nèi)管，在混合器上部形成低比重的氣液混合液，鉆桿外和混氣器下部是比重大的鉆井液。如圖1所示，h1為鉆具內(nèi)混合鉆井液高度，密度為ρ1；h2為鉆具內(nèi)未混合的鉆井液高度，密度為ρ2；H為環(huán)空鉆井液高度，密度為ρ，由于ρgH＞ρ1gh1ρ2gh2，環(huán)空鉆井液進入鉆具水眼內(nèi)，形成反循環(huán)流動，并把井底巖屑連續(xù)不斷的帶到地表，排入沉砂池。沉淀后的泥漿再注入井眼內(nèi)，如此不斷循環(huán)形成連續(xù)鉆進過程。鉆井液循環(huán)流程見圖2：沉砂池—

4、環(huán)空—鉆頭—鉆具內(nèi)水眼—混氣器（與注入空氣混合）—雙壁鉆具內(nèi)水眼—水龍帶—排液管線—沉砂池。優(yōu)點及用途優(yōu)點及用途1、能實現(xiàn)地質(zhì)撈砂目的氣舉反循環(huán)鉆井液流在鉆具內(nèi)直接上返，攜帶巖屑能力強，巖樣清晰，在漏失地層鉆進時能實現(xiàn)撈砂等地質(zhì)目的。2、提高漏層鉆井效率氣舉反循環(huán)鉆井時，鉆頭處的鉆井液對井底產(chǎn)生抽汲作用，巖屑被及時帶走，減少壓實效應(yīng)，在漏層鉆井時，可減少巖屑重復(fù)破碎、能提高機械鉆速，增加鉆井效率。3、可減少或消除鉆井液的漏失，保護儲層由

5、于反循環(huán)鉆井時環(huán)空壓耗小，作用于地層井眼環(huán)空井眼環(huán)空鉆桿內(nèi)眼鉆桿內(nèi)眼圖1反循環(huán)鉆井驅(qū)動原理圖2反循環(huán)鉆井循環(huán)示意圖多時達到330m（井深2470.88m）。雙壁鉆具與井深比值為1：7.5。2、氣舉反循環(huán)鉆進注氣量計算、氣舉反循環(huán)鉆進注氣量計算①氣舉泵原理與注氣量在氣舉反循環(huán)鉆進中，鉆井液能夠循環(huán)流動是由于氣舉泵作用的結(jié)果。氣舉泵是以壓縮空氣為動力，從井內(nèi)將水提升到一定高度或到地面上來的一種抽水裝置。氣水混合物的比重小于水，在揚水管內(nèi)外因

6、比重不同形成了液體壓力差，它們之間又通過揚水管相連通。根據(jù)連通器作用原理，處于揚水管內(nèi)的氣水混合物液面將上升，直到從揚水管排出口流出。如果不斷地送入壓縮空氣，那么這個過程將連續(xù)發(fā)生，在混合器處形成低比重的氣水混合物，進一步上升從揚水管排出，從而實現(xiàn)從井內(nèi)抽水的目的。這樣的抽水裝置稱作氣舉泵（見圖4）。氣舉泵的重要參數(shù)是它的揚程和排量。圖中h靜為氣舉泵啟動時的揚程，h動為氣舉泵工作時的揚程。氣舉泵的排量與送入的壓縮空氣量有關(guān)，當(dāng)壓縮空氣量

7、在一定的值之內(nèi)時氣舉泵排量隨著空氣量增加而增加，超過這個值之后，繼續(xù)增加空氣量，氣舉泵的排量反而會下降。圖5為氣舉泵排量與壓縮空氣供給量之間的函數(shù)關(guān)系。從圖中可以看出，當(dāng)供氣量為Q0氣時，氣舉泵排量最大為Q排max；當(dāng)Q氣等于Q′氣時，相對氣量為最小值。相對氣量為W＝Q氣／Q排。Wmin意味著排出單位水量時耗氣量最小。相對氣量W為最小值時氣舉泵耗能最少。氣舉泵工作過程實質(zhì)上是壓縮空氣在水中膨脹時所產(chǎn)生的膨脹功變?yōu)樗奈荒苓@樣的一種能量轉(zhuǎn)