长兴专业钻井之氮气泡沫在冲砂与洗井作业的应用

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打井机工作过程中的地层故障处理办法：
在打井机打井的过程中遇到不同的地质层应该采取不同的方法，这样子才能够达到好的效果，了就会遇到的不同地质层也是很有必要的，流沙层和石膏层就是经常会遇到的，打井机打井过程中一旦出现石膏侵，可以通过加入纯碱、除钙降粘剂等进行清除钙离子，同时用抗钙能力强的降粘剂控制粘切，补充降滤失剂、防塌剂等材料，以维护钻井液的性能稳定。
在钻遇石膏层前，对钻井液进行预处理，降低固相、降低粘切、提前加入抗石膏类处理剂(如纯碱、除钙降粘剂等)，依据邻井施工资料提前准备处理石膏层的处理剂。提高钻井液pH值，从而提高小型钻井机械钻井液抗石膏污染的能力。
由于各个地方的地质结构不一样，这就导致了在使用打井机施工的过程中会遇到一些困难，比如说遇到石膏层和流沙层就是常有的事情，在本文中清泉机械厂专家提出了自己的解决方法，同时建议操作人员要学会处理石膏地层和流沙地层。
接下来说说流沙层，在钻遇此类地层时，必须提高钻井液粘度，提高钻井液中的膨润土含量，一般要求大于10%，加入单封，增强钻井液的造壁性，工程上通过适当降低排量，降低对流沙层冲蚀，起钻前必须用粘度大于80s的稠泥浆封闭该井段，保证小型钻井机械下钻、电测、下套管顺利。

近年来，为满足不同用户的需求，我厂在原有产品的基础上对打井机新产品作了重大改进，使其更具有高效、节能、省时、操作方便、安全适用等优点，性能、效率得到明显提高。愿与各界朋友共同合作！

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洗井的方法有：用原钻井泵泵入清水，也就是清水换浆后，再继续循环洗井，称清水洗井；停止清水循环，用活塞在井管内连续上下提动，造成压力激动，破坏井壁泥皮，同时疏通含水层孔隙，称活塞洗井；活塞洗井需交替反复进行；抽水试验前，先使用离心泵或压缩空气机，抽取地下水，达到水清并稳定出水，再进行抽水试验，称为泵吸洗井和压缩空气洗井；此外还有用二氧化碳洗井、酸洗井。钻孔及水井成井之后，需要替换和清洗井孔的泥浆、沉淀物以及井壁泥皮和含水层孔隙内的堵塞物等，使含水层内流出清水的过程。
浅谈空气压缩机洗井方法该煤田煤层厚、赋存浅、构造简单。露天勘探区位于贺斯格乌拉盆地地质单元的西南部，标高901.12～919.51m，相对高度18.39m，煤田地貌特征为冲洪积盆地平原。第四系孔隙潜水含水层广布于盆地的冲洪积平原，由上更新统冲洪积含砾粗砂、砂砾石组成，厚度可达17.00m，单位涌水量0.082—0.628 L/s.m，渗透系数0.634～16.32m/d，属弱富水—中等富水性含水层。第四系潜水含水层底部隔水层为中更新统冲湖积粘土，厚度不均10.50m—42.20m，全区发育，确定为稳定隔水层。关键词：空气压缩机 an air compressor 裂隙承压含水层包括煤层，含砾粗砂岩、砂砾岩的风化裂隙带，富水性受裂隙发育程度控制，单位涌水量0.084～1.98 L/s.m，渗透系数0.56～3.24m/d，属弱富水性～中强富水性含水层。露天区地质类型定为：第四系孔隙水为一类二型，煤系地层裂隙承压水为二类二型。露天区域2006年剥离开采至今，采区中心地带水位降深达到89m，期间含水部位已被疏干形成大量孔隙、裂隙，局部区域在粘土层中还有含水砂层。疏干工程的难度随着开采逐年增加，由于特定的地质条件在疏干井钻探成井过程中不得不采用大量的护壁手段，在疏干工程中护壁的成功无疑是一把双刃剑，成功的护壁容易造成含水层的封闭对成井后的洗井工作又造成极大困难，在多年的疏干工程中我们总结了一套使用本地区的洗井方法，采用空气压缩机对孔壁和孔内沉淀进行清理具体方法如下:
1、将空压机风管和排水管连体下入孔底，排水管管口阀门关闭后直接向孔内送风，让其管内水上下蹿动、含水层内水上下循环达到冲洗井壁及含水层的效果。
2、关闭空压机，打开排水管阀门后开始送风，将步洗落至孔底的沉淀直接排至孔外.
3、反复前两个步骤直至孔内无沉淀和杂质排出为止。由于疏干井洗井方法收受到地质条件和地质钻探工艺的影响，应该说此方法在本地区适用

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氮气泡沫流体是一种可压缩的非牛顿流体，其独特的结构决定了其具有许多优点，如密度低且方便调节、粘度高、摩阻低、携砂能力强以及在地下与天然气混合不易发生爆炸等性能，作为入井液便于控制井底压力，减少漏失和对地层污染。广泛应用于低压、漏失及水敏性地层冲砂、洗井、排液、修井等井下作业中。氮气泡沫流体是由含起泡剂和稳泡剂的水溶液和氮气组成，其中氮气是分散相，液体是连续相。气泡充分分散在水中，降低了流体密度。由于氮气泡沫流体密度小、粘度大、携砂能力强、遇水敏性地层不会产生粘土膨胀等问题，用它做入井液可有效减少漏失，因此氮气泡沫流体可以解决其它方法无法解决的难题，如低压井、严重漏失井的洗井或冲砂。在用常规流体冲砂、洗井作业中，由于入井液的漏失及滤失，往往会对油气产层造成一定的污染，影响作业后的产能，对于一些漏失严重井，甚至不能建立正常的洗井循环。使用氮气泡沫流体可以有效地解决上述问题，氮气泡沫流体冲砂洗井就是利用泡沫流体粘度高、密度小、携带性能好的特点，将泡沫流体作为携带液或压井液，在油管和环空中循环，使井底建立相对于油层的负压，在此负压差的作用下，依靠泡沫流体冲散井内积砂或结蜡，以达到洗井、冲砂的目的。泡沫流体冲砂洗井可广泛应用于各种油气井。

1、氮气泡沫流体冲砂、洗井主要优点： . 氮气泡沫密度低，可实现低压或负压循环，以免漏失； . 氮气泡沫粘度高、滤失量少、液相成分低，可大大减少对产层的伤害； . 氮气泡沫的悬浮能力强，可以把井底和油、套管壁上的固体颗粒或其它赃物带出； . 可以诱导近井地带赃物外排，以解除产层堵塞，同时还可以诱导油流。

2、氮气泡沫流体的特性和配置在清水（或现场污水）中加入化学起泡剂，在注入适当气体（氮气）的条件下充分搅拌，使气泡的直径变小，气泡充分分散在液体中，就形成氮气泡沫流体。泡沫的稳定程度与气泡的直径有关，气泡直径越小，越稳定。根据加入的气体量的多少，泡沫流体的密度非常方便在0.1～0.9g/cm3 之间调整，如果需要泡沫流体的密度还可更低。经过充分搅拌形成的泡沫其初始直径是很小的，在0.01mm 以下，只有在较长时间的静止下，气泡才会聚集变大、滑脱上升。均匀的泡沫是乳白色不透明的，泡沫有很强的悬浮能力，能使中等直径的砂粒长时间悬浮而不下沉，均匀泡沫的稳定性非常好，在井下高压状态下可长时间保持稳定。起泡剂大都属阴、非离子型表面活性剂，选择与地层岩石和地层流体亲和性好的起泡剂，可减少对油层的污染。通常，直接在清水（或现场污水）中加入化学起泡剂即可，加量在2‰~5‰之间，不必添加其它处理剂，其性能完全满足一般低压油井的洗井冲砂要求。在施工现场配置起泡洗井液，经柱塞泵加压与高压氮气在泡沫发生器中充分混合，形成均匀泡沫注入井筒中。高压氮气量是根据柱塞泵的排量和井下的压力情况计算所得，根据具体施工情况使泡沫密度符合现场作业要求。

泡沫的密度是用气液的混合量控制的，应计算出在井筒中建立正常循环时的允许密度，考虑携砂量的要求，再考虑循环中的压力环境变化和流阻的变化，决定施工控制的地面流体密度。一般，流动中满足井底压力平衡，要考虑随井深增加流体密度的增加和流动中沿程阻力损失，所使用的泡沫流体密度要比仅考虑静止压力时的密度小很多。施工中应分别计算气体和液体的流量，使入井泡沫密度满足冲砂洗井要求。