在定向井和水平井施工中,钻井液离心机,随着井斜角的增大,钻具和井壁的接触面积以及摩擦阻力和扭矩阻力随之增大。影响阻力的因素有10种之多,但其大小主要取决于钻具和并壁的接触面积。钻井过程中存在三种润滑模式:障碍润滑模式,边界润滑模式,液动润滑模式。从降低摩阻的角度出发要尽量避免障碍润滑、保持液动润滑。为此,应从钻井工艺和钻井液技术两方面着手:尽量减少钻具和井壁的接触面积;第二,通过添加合适的润滑剂来改善钻井液润滑性能。
显然,钻井液罐,在定向井和水平井中减少钻具和井壁的接触面积是不可能的,研制开发钻井液润滑剂是解决问题的途径。本文通过文献调研,首先对国内外钻井液润滑剂种类作一简要介绍,然后分析了钻井液润滑剂的发展特点和方向,后探讨了钻井液润滑剂的测试与评价问题。
钻井液(原称泥浆)是指钻井中使用的工作流体。它可以是液体或气体。因此,钻井液应确切地称为钻井流体。钻探过程中,孔内使用的循环冲洗介质。又称钻孔冲洗液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是使用早的钻井液,无需处理,长安区钻井液,使用方便,适用于完整岩层和水源充足的地区。泥浆是广泛使用的钻井液,主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
钻井液主要功用是:①冷却钻头、清净孔底、带出岩屑。②润滑钻具。③停钻时悬浮岩屑,保护孔壁防止坍塌,平衡地层压力、压住高压油气水层。④输送岩心,为孔底动力机传递破碎孔底岩石需要的动力等。钻井中钻井液的循环程序包括:钻井、液罐、经泵→地面、管汇→立管→水龙带、水→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口、泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。
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