【正文】 關，為一定值。 研究發(fā)現(xiàn)，球形微 粒的自由下沉速 度為： （12)在公示（12)中：dc為鉆屑直徑，mm；C d為阻力系數(shù)；ρ c為鉆屑密度，g／cm 3；ρ f為流體密度，g／cm 3。如果鉆屑的自由沉降速度為V t ，空氣沿井眼環(huán)空向上的流速為V f ，那么鉆屑向上的運動速度V c 可由下式表示：Vc = VfVt (11)由公式(11)可知，鉆屑的自由下沉速度越大，運移鉆屑所需的空氣流速越大。 空氣攜巖機理在空氣鉆井中，循環(huán)的空氣對鉆屑施加一個與鉆屑重力方向相反的舉升力，當舉升力大于重力時，鉆屑就沿井眼向上移動，相反鉆屑就會沉降。如果空氣量不夠，則難以有效地將井下鉆屑攜帶出來，這樣鉆屑就會在井內(nèi)沉降并在井底聚積造成卡鉆。干空氣和充空氣、的地層實現(xiàn)欠平衡鉆進的鉆井技術，是目前使用較多的一種氣體型流體。第 1 章 氣基流體空氣鉆井的基本概念和循環(huán)系統(tǒng) 基本概念氣基流體空氣鉆井是利用大氣中的空氣或霧化空氣流體作為鉆井的循環(huán)介質，通過特殊的氣體鉆井配套設備(空壓機、增壓機、空氣錘、旋轉防噴器及連接管匯等)將空氣注入井下再攜巖返至地面來進行鉆井的一種工藝技術。氣體鉆井首次使用是在19世紀中期，美國猶他州使用空氣鉆井技術進行鉆井。鉆遇水層 固井目 錄前 言 .......................................................1第 1 章 氣基流體空氣鉆井的基本概念和循環(huán)系統(tǒng) ...................2 基本概念 ................................................2 空氣量的大小與井眼凈化的關系 ............................2 空氣攜巖機理 ........................................2 鉆屑形狀與下沉速度的關系 ............................3 空氣注人量的確定 ....................................4 氣基流體(空氣／霧液)的循環(huán)系統(tǒng) ..........................5第 2 章 空 氣 鉆 井 簡 介 ......................................7 空氣鉆井在國內(nèi)外應用現(xiàn)狀 ................................7 國內(nèi)外關于空氣鉆井理論研究與參數(shù)計算的發(fā)展與現(xiàn)狀 ........8 空氣鉆井的優(yōu)缺點比較 ....................................9 空氣鉆井設備介紹 .......................................10 氣體鉆井所必需的條件井眼條件 ...........................12第 3 章 空氣鉆井的一些關鍵技術 ................................14 空氣鉆井與鉆具腐蝕 .....................................14 腐蝕物質與腐蝕形式 .................................14 防治措施 ...........................................15 空氣鉆井地層出水限定值 .................................16 地層出水對空氣鉆井的影響 ...........................16 地層出水后空氣鉆井方法 .............................17 空氣鉆固井技術實例 .....................................20 平落 006—5 井空井固井初探 ..........................20 主要技術難點 .......................................21 空井固井施工技術 ...................................22 現(xiàn)場施工技術 .......................................23 固井技術總結 .......................................24第 4 章 氣體鉆井技術的改進 ....................................25 控制氣體體系的壓力 .....................................25 控制壓力鉆井的目標 .....................................26 液壓系統(tǒng) ...........................................26 氣壓系統(tǒng) ...........................................26 氣體流體鉆井—— 誤解 ..............................27 沒有適當控制井眼壓力所造成的問題 ...................27 井下空氣分流器(DHAD) ...................................29 壓力試驗結果 ...........................................30 建議 ...................................................30結 論 ......................................................32致 謝 ........................................................33參考文獻 .....................................................34前 言氣體鉆井技術就是以氣體為主要循環(huán)介質的欠平衡鉆井技術,主要有純氣體鉆井、霧化鉆井、泡沫鉆井和充氣鉆井液鉆井 [1]。 攜巖機理 。氣基流體。空氣作為循環(huán)流體，它在鉆井過程中的主要作用是將井下的鉆屑舉升到井口并帶出井眼，如果空氣量不夠，則難以有效地將井下鉆屑攜帶出來，這樣鉆屑就會在井內(nèi)沉降并在井底聚積造成卡鉆。 畢業(yè)設計（論文）摘 要過去，對氣基流體(空氣、霧化液等)作為氣體鉆井循環(huán)流體缺乏深入的理論研究和現(xiàn)場應用經(jīng)驗。為適應新的氣基流體鉆井方式及鉆井工藝技術的進步，開展了氣基流體空氣的應用技術的研究。介紹了氣基流體空氣的攜巖機理、空氣量的計算方法、空氣循環(huán)系統(tǒng)以及氣基流體空氣、霧液在現(xiàn)場的應用效果、空氣鉆井國內(nèi)外應用現(xiàn)狀、技術,如鉆具腐蝕問題、鉆遇水層問題、固井等,最后介紹了空氣鉆井技術的改進技術 [1].關鍵詞: 氣體鉆井。空氣鉆井。鉆具腐蝕 。氣體鉆井在國外應用已相當廣泛，主要用于加快鉆速，發(fā)現(xiàn)和保護氣層，在低壓破碎地層用氣體鉆井可以解決長段井漏問題。此后，該技術被廣泛應用于世界各地油氣井（包括煤層氣）的鉆探和開發(fā)上，特別是在阿巴拉契亞山脈地區(qū)新墨西哥圣胡安盆地西得克薩斯等油田和鉆井液易漏失的洛基山脈地區(qū)，空氣鉆井得到廣泛的應用 [2]，截至2022年，美國約30%的鉆井和完井作業(yè)采用該技術， [2]。氣基流體空氣是由空氣、干燥劑、防腐劑以及其它添加劑按一定的比例混合組成。 空氣量的大小與井眼凈化的關系氣基流體空氣鉆井中使用的循環(huán)流體是空氣，它在鉆井過程中的主要作用是將井下的鉆屑舉升到井口并帶出井眼。因而在空氣鉆井作業(yè)中，空氣注入量(空氣流速)是安全鉆井的關鍵因素。由于鉆屑自身重力不受空氣流的影響，因而空氣使鉆屑向上運動有一個臨界速度，當空氣在環(huán)空中的流動速度超過臨界速度時，鉆屑就向上運動。鉆屑的自由下沉速度與鉆屑直徑、密度、形狀和流體密度等因素有關。 鉆屑形狀與下沉速度的關系攜帶巖屑的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)有關，可由鉆屑在流體中的運動速度確定。但阻力系數(shù)受鉆屑形狀的影響，扁平。鉆屑的自由下沉速度主要由鉆屑直徑、形狀、井底溫度和壓力決定。從公式(13)、公式(14)可以看出，鉆屑的自由下沉速度隨鉆屑直徑的增加而加大，鉆屑尺寸越大，要帶出鉆屑所需的空氣流速就越大。 空氣注人量的確定為了有效攜帶鉆屑，需要預測地面空氣注入速度，而其與井眼大小、井深、機械鉆速等有關。同時還需要知道井眼的幾何形狀，因為在井徑擴大處，環(huán)空空氣流速會明顯下降，攜帶鉆屑的效果也會下降。目前該方法已廣泛成為預測空氣注入量的基礎。圖11 注入壓力與空氣注入量的關系圖13 巖屑運移速度與空氣注入量的關系圖11表明，隨空氣注入量增加，注入壓力降低，最終趨于一個比較恒定的值；圖12表明，巖屑含量隨空氣注入量的增加而下降，當空氣注入量達到一定值后，巖屑含量變化趨勢減緩；圖13表明，空氣注入量增加，巖屑在環(huán)空的運移速度增加，當空氣注入量達到一定值后，運移速度呈顯著上升趨勢。圖12 巖屑含量與空氣注入量的關系 氣基流體(空氣／霧液)的循環(huán)系統(tǒng)空氣鉆井的流