塔里木油田钻井液气动加重系统的研制与应用.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 0 8 年 1 o 月第3 0 卷第5 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s Te c h n o l o g y J ． J p I O c t ． 2 0 0 8 Vo 1 ． 3 0 No ． 5 塔里木油 田钻 井液气 动加重 系统的 研制与应用 骆发前 ，宋周成 ，张利生 塔里木 油田 公司， 新疆库尔 勒8 4 1 o o o 叶新群 中国 石油勘探 与生产分公司， 北京1 0 0 0 1 1 [ 摘要]钻井过程中，当现场需要进行钻井液加重作业时，通常采用的方法是 人工作业方 式，这种方 法的 缺点是劳动强度 大，且会造成环境影响 ；针对此种情况塔里木油 田研制 出一种 新型钻井液气动加重 系统 。 并将其应用于塔 里木盆地 山前构造 带钻井 中，取得 了很好的使用效果，具有较好 的推广价值。 [ 关键词]钻井液；加重 ；气动；山前构造带 [ 中图分类号]TE 2 5 7 ． 6 [ 文献标识码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 0 8 0 5 0 2 9 9 0 2 塔里木盆地地质情况复杂 ，在山前构造进行钻井作业时，钻井液密度一般较高，在进人复合盐层之 后，钻井液密度一般都会升至 2 ． 2 g ／ c m 以上，此时需要对钻井液进行加重处理。为此 ，笔者研制了一 种新型 自动钻井液加重装置 ，该装置可降低人工作业强度 ，提高劳动效率 ，现场使用后取得了很好的效 果 。 1 工作原理及工艺流程 1 ． 1 加重 系统原理 该装置采用气体作为动力源 ，利用压缩气体和流化装置，将储灰罐内的粉末物料 目前主要是重晶 石粉和铁矿石粉流态化 ，并逐渐达到悬浮状 ；当输灰时，打开输灰 阀门，利用罐 内外气压差 ，驱动悬 浮物料输出储灰罐，进入加重配浆装置 混合器等 ，实现气动加重[ 1 ． z ] 。 气动加重装置有气路 、灰路、控制计量和除尘 4个系统组成。在加重过程中由气动下回车将散装物 料拉运至井场存放在储灰罐中 ，当需加重时，通过气动配浆装置将物料输出至混合装置中完成与钻井液 的混合，混合后的钻井液加入钻井液净化系统储罐中。 1 ． 2加重工 艺流 程 气动下灰车将散装物料拉运至井场后 ，分别存放在储灰罐和气动配浆装置中。当需要加重时，通过 空气压缩机产生压缩空气 压力一般在 0 ． 2 MP a 左右 ，经过分离、干燥后进入储灰罐 ，然后将储灰罐 内物料进行流态化 ，所生成的粉末物料随压缩空气进入计量加重罐，到达需要的进灰数量后 ，关闭储灰 罐进灰E l ，再打开计量加重罐上的进气 口将物料输送至混合器 ，并在混合器内完成钻井液的混合，混合 好的钻井液加入钻井液净化系统储罐 中。 2 现场应用特点 目前油 田钻井液气动加重装置分别应用在山前地区以及一些重点井上 ，通过现场考察、跟踪使用等 方法，对这些井所使用的钻井液加重装置的使用情况有一个较为清楚的了解。与常规加重方法 比，它的 [ 收稿日期]2 0 0 8 0 7 0 9 【 作者筒介]骆发前 1 9 6 8 一 ， 男，1 9 8 8 年大学毕业，高级工程师．现主要从事钻井技术工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 0 0 石 油天然气学报 江汉石 油学院学报 2 0 0 8 年 1 O 月 优点 是 ①气 动加 重 装置 具 有 加 重 快 ，加 重 效 率高 的特 点 。在 高密 度 探 井 、高 压 气 井 克拉 2气 田 中 ，转 换钻井 液满足生 产和 井控 要求 ，采用人 工加 重需要 5 ～ 7 d ，而采 用 自动 气动 加 重装 置 则 只需要 2 ～3 d ，大大节 省人力 和时 间 。② 可 以控 制加 重速度 ，加重 效果较好 。使 了慢 速喷 嘴 ，能够实 现按照钻井 液循环周进行密度微调，加重的速度可以控制在 3 t ／ h且加重均匀，效果好。③使用气动加重装置对井 场环境、空气污染少 ，对人员健康危害小 ，符合 HS E工况标准。④使用方法简单 ，计量准确 精度达 士2 5 k g 。⑤ 使用气 动加 重装置 具有 加重 比人工 加重 材料 浪费 小 ，且 气 动下 灰 车卸 灰速 度 快 ，不需 要人 工卸车 。⑥若 储 备好 加 重材 料 ，加 重工作 不受 环境 的影响 风 、雨 、雪天 。 3 经济效益分析 根据统计 ，就常规钻井而言，在山前井转换钻井液体系 加重所需要花费的时间一般是 5 ～7 d左 石，而使用了气动钻井液加重装置后，可以将 时间缩短 2 d ，这就节约了钻井作业周期 ，降低了成本。 以每天钻井综合成本 1 0万元计算 ，可节约 2 O万元。 根据山前 1 8井次的钻进情况统计 ，平均每井漏失钻井液 5 7 6 m。 ，现场人T2 n 重配高密度钻井液的 能力 约为 6 0 m。 ／ t ] f 。配 制 这 些 钻 井 液 时 间 约 为 5 7 6 ／ 6 0 ／ 2 4 ． 8 d ，用 重 晶 石 粉 加 重 ，约 需 加 重 材 料 9 4 5 d ，按 3 0 d ／ h ，所需时间为 9 4 5 ／ 3 0 3 1 ． 4 h ，相比可节约时间 3 ． 4 9 d ，按每 E l 综合成本 1 O万元计算 ， 可节约成本 3 4 ． 9 万元 。 由以上各项的分析可以看出，如果在克拉苏、迪那等山前地区使用该装置，粗略统计 ，每 口井可节 省 费用 ，即为 2 0万元 3 4 ． 9万元 一5 4 ． 9万元 。 如果将这套加重系统推广到全油田，油田目前每个井队一年可以完成 1 ． 8井次，那么每个使用这套 系统的井 队每年可 以节 约费用 为 5 4 ． 9万元 1 ． 8 9 8 ． 8 2万元 。 全油 田共有 8 O台钻机 ，在 山前地区及重点井的钻机数量保持在 4 O台左右 ，因此在使用 4 O 套 自动 加重 装置 的情 况下 ，全部 一年所 能 够节约 的费用 9 8 ． 8 2万元 4 0 3 9 5 2 ． 8万元 。 气动加重系统 1 套的价格为 2 0万元 ，按照 1 O年的使用寿命折算 ，再加上维护费用 ，1套加重系统 1 年的平均使用成本支出大概为 3万元，全部 4 0套加重系统 1 年支出的费用为4 O 3 1 2 0万元，则 1 年全 部钻机所 能节 约的费 用为 3 7 3 2 ． 8万元 。 [ 参考文献] [ 1 3王宗明 ．气动旋流雾化喷嘴流动特性 [ J ]．石 油化工设备 ． 2 0 0 5 ． 5 ． 3 4 3 4 ～5 ． [ 2 ]李东海 ．钻井液粉料气力加重流程及配套装置技术研究 [ J ]．石油机械 ． 2 0 0 7 ． 3 5 4 5 1 ～5 3 [ 编辑】 苏开科 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m