CN104481434A - 一种提高钻井液携岩能力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高钻井液携岩能力的方法。其技术方案是包括以下步骤：（1）向循环钻井液中注入空心玻璃微球和低聚长链表面活性剂；（2）空心玻璃微球和表面活性剂在钻井液携带下到达钻头并经喷嘴喷出；（3）钻头破碎岩石，产生岩屑，低聚长链表面活性剂一端附着在岩屑颗粒上，另一端附着在空心玻璃微球上，将二者连为一体；（4）岩屑和空心玻璃微球联合体在钻井液的作用下被携带到地面；（5）空心玻璃微球经分离设备被分离回收，完成本次循环。有益效果是：该方法对钻井液的性能影响较小，对钻井液携岩能力提升明显，可有效避免下井壁处岩屑床的形成，为水平井、分支井安全钻进提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油工程领域，特别涉及一种提高钻井液携岩能力的方法。
背景技术
全球能源日趋紧张的形势对勘探开发提出了更高的要求，水平井、 分支井等钻井技术应用日益广泛，并取得了良好的经济效益。而水平井、分支井钻进过程中的井眼净化问题或者说钻井液携岩问题成为制约该技术发展的瓶颈之一。
在水平井或分支井的钻进过程中，钻头破岩产生的岩屑在自身重力的作用下沉积在下井壁，形成岩屑床。这层岩屑床若得不到较好的清洗和控制，将会给钻进过程带来诸多严重问题，如增大摩阻和扭矩、卡钻、憋泵、无法有效传递钻压、井漏、测试工具下入受阻、钻进缓慢严重时甚至会堵塞井眼造成井眼报废。
目前，提高钻井液携岩效果的方法主要有以下几种：（1）提高钻井液排量；（2）优化钻井液流变参数；（3）钻柱上安装岩屑床清除工具。提高钻井液排量来清除岩屑床效果比较明显，但钻井液排量增大后对井壁的冲刷侵蚀作用也加强。同时，受现场钻井泵排量的限制，钻井液排量不能无限增大。提高钻井液粘度可增大作用于岩屑颗粒上的拖曳力，从而改善携岩效果。但钻井液粘度增大会显著增大钻井泵泵送时的阻力，严重时会导致憋泵。在钻柱上安装岩屑床清除工具可有效破坏岩屑床的形成，改善井眼净化情况。该方法存在的不足在于目前对岩屑床清除工具的安放位置和安放个数尚缺乏明确的标准，安放时具有一定的随意性，这就大大降低了该方法的有效性。综上所述，岩屑运移问题是个非常复杂的问题，尤其对于水平井、分支井更是如此。多年来国内外学者进行了大量研究以探索和解决这一问题，但或多或少都存在一定的问题。本发明拟通过向钻井液中引入轻质粒子的方法提高岩屑颗粒所受拖曳力，以此提高井眼的净化效果，为水平井、分支井安全快速钻进提供安全保障。本发明就是在上述背景下产生的。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种提高钻井液携岩能力的方法，解决了现有水平井、分支井钻进过程中存在的井眼净化效果差、钻井液携岩能力弱的问题。
其技术方案是包括以下步骤：
（1）向循环钻井液中注入空心玻璃微球和低聚长链表面活性剂；
（2）空心玻璃微球和表面活性剂在钻井液携带下到达钻头并经喷嘴喷出；
（3）钻头破碎岩石，产生岩屑，低聚长链表面活性剂一端附着在岩屑颗粒上，另一端附着在空心玻璃微球上，将二者连为一体；
（4）岩屑和空心玻璃微球联合体在钻井液的作用下被携带到地面；
（5）空心玻璃微球经分离设备被分离回收，完成本次循环。
步骤（2）中提到的空心玻璃微球的密度范围为0.38-0.55kg/m3，粒径范围为1-1000微米；低聚长链表面活性剂采用低聚长链表面活性剂。
上述的低聚长链表面活性剂采用Gem in i表面活性剂，由两个或两个以上的相同的两亲成分，在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键将两亲成分联接在一起而成，所述的联接基团为聚亚甲基。
本发明的有益效果是：该方法对钻井液的性能影响较小，对钻井液携岩能力提升明显，可有效避免下井壁处岩屑床的形成，为水平井、分支井安全钻进提供保障。
附图说明
附图1是本发明的Gem in i表面活性剂的分子结构示意图；
上图中：聚亚甲基1、离子头基2、长碳链3。
具体实施方式
本发明包括以下步骤：
（1）向循环钻井液中注入空心玻璃微球和低聚长链表面活性剂；
（2）空心玻璃微球和表面活性剂在钻井液携带下到达钻头并经喷嘴喷出；
（3）钻头破碎岩石，产生岩屑，低聚长链表面活性剂一端附着在岩屑颗粒上，另一端附着在空心玻璃微球上，将二者连为一体；
（4）岩屑和空心玻璃微球联合体在钻井液的作用下被携带到地面；
（5）空心玻璃微球经分离设备被分离回收，完成本次循环。
步骤（2）中提到的空心玻璃微球的密度范围为0.38-0.55kg/m3，粒径范围为1-1000微米；低聚长链表面活性剂采用低聚长链表面活性剂。
其中，低聚长链表面活性剂采用Gem in i表面活性剂，由两个或两个以上的相同的两亲成分，在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键将两亲成分联接在一起而成，所述的联接基团为聚亚甲基1，具体参照附图1的分子结构示意图，聚亚甲基1通过化学键将两个离子头基2联接，离子头基2的外侧为长碳链3。
Claims (2)
1.一种提高钻井液携岩能力的方法，其特征是包括以下步骤：
（1）向循环钻井液中注入空心玻璃微球和低聚长链表面活性剂；
（2）空心玻璃微球和表面活性剂在钻井液携带下到达钻头并经喷嘴喷出；
（3）钻头破碎岩石，产生岩屑，低聚长链表面活性剂一端附着在岩屑颗粒上，另一端附着在空心玻璃微球上，将二者连为一体；
（4）岩屑和空心玻璃微球联合体在钻井液的作用下被携带到地面；
（5）空心玻璃微球经分离设备被分离回收，完成本次循环；
步骤（2）中提到的空心玻璃微球的密度范围为0.38-0.55kg/m3，粒径范围为1-1000微米；低聚长链表面活性剂采用低聚长链表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的提高钻井液携岩能力的方法，其特征是：所述的低聚长链表面活性剂采用Gem in i表面活性剂，由两个或两个以上的相同的两亲成分，在其头基或靠近头基处由联接基团通过化学键将两亲成分联接在一起而成，所述的联接基团为聚亚甲基。
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