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空气钻井地层出水处理技术

文档作者：张炜筠1 邓明毅2 向朝纲3 陈俊斌3 欧阳伟3 文档来源： 1．江汉石油工程有限公司钻井一公司 2．西南石油大学 3．川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院		点击数：	更新时间： 2023年10月04日
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第34 卷 第2 期
2017 年3 月
Vol. 34 No. 2
Mar. 2017
钻 井 液 与 完 井 液
DRILLING FLUID &amp;amp; COMPLETION FLUID
doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2017.02.015
空气钻井地层出水处理技术
张炜筠1，　邓明毅2，　向朝纲3，　陈俊斌3，　欧阳伟3
（1．江汉石油工程有限公司钻井一公司，湖北潜江433100 ；2．西南石油大学·油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610500 ；
3．川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院，四川广汉618300）
张炜筠，邓明毅，向朝纲，等. 空气钻井地层出水处理技术[J]. 钻井液与完井液，2017，34（2）：83-86.
ZHANG Weijun, DENG Mingyi, XIANG Chaogang, et al.Treatment of Formation Water Invasion in Air Drilling[J].Drilling
Fluid &amp;amp; Completion Fluid，2017，34（2）：83-86.
摘要　利用空气钻含水地层，地层水会流入井眼，干燥的岩屑吸水很容易黏糊成团并附着在井壁和钻具上形成泥环，
从而造成卡钻现象。基于低表面张力快速渗透分散破坏泥团原理，采用静态表面张力测定、润湿角测定、定时面积法、圆
片帆布法、滚动回收率测定以及粒度分布测定等评价方法对9 种表面活性剂的渗透性、分散性进行评价。可以看出，它们
都有一定的润湿效果；结构中含有带支链的疏水基且亲水基小的表面活性剂渗透性强；阴离子表面活性剂的分散原理是双
电层理论，非离子表面活性剂的分散原理是空间位阻效应，高分子分散剂比普通表面活性剂分散效果好。实验结果表明，
加入CJY 后的柴油溶液具有强渗透性和强分散性，碎解、破坏黏土泥团效率比油基解卡剂JKZ 高，且温度越高，破坏程度
越高，碎解效果越明显，对于解决空气钻井地层出水问题提供了依据。
关键词　空气钻井；表面活性剂；渗透性；分散性；泥团碎解
中图分类号：TE242.7　　　　文献标识码：A　　　　文章编号：1001-5620（2017）02-0083-04
空气钻井出水后，由于细碎岩屑液固比的改变
形成黏塑性泥团，易于造成卡钻等复杂事故，目前
常规的解决办法是采用改变循环介质如雾化、泡沫
流体或者采用一种强渗透分散溶液，间断注入循环
第一作者简介：张炜筠，1992 年生，主要从事钻井液方面的科研工作。电话 13548152747 ；E-mail ：leisurelyweiwei@
foxmail.com。
Treatment of Formation Water Invasion in Air Drilling
ZHANG Weijun1, DENG Mingyi2, XIANG Chaogang3, CHEN Junbin3, OU Yangwei3
(1.No.1 Drilling Company, Sinopec Oilfield Service Jianghan Corporation, Qianjiang 433100;2. State Key Laboratory of
Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan 610500;3. Drilling &amp;amp;
Production Technology Research Institute of CCDE, Guanghan, Sichuan 618300)
Abstract A serious concern in air drilling is the invasion of formation water into the hole, viscosifying the dry cuttings into viscous
lumps which are adhered at the surface of the drill string and borehole wall, resulting in pipe sticking. Based on the mechanism
that fluid with low surface tension can penetrate fast into and break the lumps, 9 surfactants was selected for the evaluation of their
osmosis, and dispersing performance using static measurement of surface tension, wetting angle measurement, timing-area method,
area measurement in specific time span, round fabric method, hot rolling test method and particle size distribution measurement. The 9
surfactants tested all had wetting ability. Surfactants with smaller hydrophobic groups in their molecular structures had strong osmosis.
The dispersity of anionic surfactants is governed by the electric double layer theory, while the dispersity of nonionic surfactants is
governed by steric effect. High molecular weight polymers have better dispersity than common surfactants. Laboratory experimental
results showed that diesel oil treated with CJY had strong osmosis and dispersity, making it a better chemical in disintegrating mud
lumps than oil based pipe sticking agent JKZ. Diesel oil treated with CJY performed better at elevated temperatures. This study
provides a method for the solution of formation water cut during air drilling.
Key words Air drilling; Surfactant; Osmosis; Dispersity; Mud lump disintegration

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