泥浆清洁器的最大作用

泥浆清洁器的主要作用是除去钻井液中粒径尺寸比重晶石大的固相物质。如果有足够多的钻井液绕过钻井液振动筛,泥浆清洁器用API200目(74μm)的筛网就能从加重钻井液中清除大量的固相。如果能用API200目的直线型钻井液振动筛处理钻井液,泥浆清洁器的使用率会很快降低。然而,无论何时使用,泥浆清洁器在下游都可以去除固相。绕过钻井液振动筛的较大固相容易堵塞除砂器,这种情况在现场非常普遍,但通常都有人专门清洁除砂器,以防堵塞。
这些较大的固相颗粒可能是通过筛网上的缺口或其他一些地方进入钻井液的,其中,最容易出现的位置是钻井液振动筛的钻井液罐。在开钻前,为了防止钻井液堵塞振动筛,井架工负责清洗筛网。程序通常包括:打开钻井液振动筛的旁通阀,迅速将固相颗粒倒入钻井液振动筛下面的罐中,我们常把它称为沉砂池或沉淀池,但是并不是所有的大固相颗粒都能在罐中沉淀,当重新建立循环时,水利旋流器还是会堵塞。另一种造成钻井液振动筛底流大颗粒固相的做法是将钻井液从补给罐直接倒入振动筛下面的隔舱中。同样,固相不是沉淀而是堵塞除砂器。当固相堵塞除砂器出口时,除砂器就不能在清除固相了,清除固相的效率也相应降低。如果超过一半的水利旋流器被堵塞,那么固控系统就会受到严重的影响。
泥浆清洁器的第二种用途是用于清除昂贵的非加重的钻井液中部分的固相,例如氯化钾钻井液中的固相。在这种情况下,通过除泥器的底流除去尺寸大于筛孔的固相,而较小的固相和液体通过钻井液振动筛保留在钻井液体系中。这种方法对非水基的钻井液和海水基的钻井液同样有效。
在非加重钻井液体系中,除泥器的底流可以直接到达钻井液罐。钻井液离心机可以去除较大的固相,而较小的固相和大部分液体保留在钻井液体系中。如果井场有钻井液离心机可以使用,这种方法将非常方便。绝大部分的固相可以通过泥浆清洁器,但是却不易通过钻井液离心机,然而,为此目的租用钻井液离心机是很不经济的。以上两种技术在现场应用都非常广泛。
液相的高成本促使人们想办法尽可能多的回收它。但是,无论是通过钻井液离心机还是泥浆清洁器的液相,总是包含一些较小体积的固相。在一些井中,这些固相并不会影响钻井速度或提高钻井成本。通常,在加重钻井液中钻屑对钻井成本的影响比非加重的钻井液的要大很多。在非加重钻井液中,通过适当的方法,钻井液的密度可以控制在8.8~8.9lb/gal。对于较差的固相控制而言,由于设备和操作上的问题,要将密度控制在9.5~10lb/gal以下是不可能的。在10000ft以下,密度1lb/gal的不同将会引起井底压力520psi的差别。这将会由于压持效应和岩石轻度增强而降低钻井速度,而且还会影响井眼的清洁。对于非加重钻井液,由于固相清除,密度下降,塑性粘度从12cP降至6cP。对屈吸值为10lb/100ft^2的井而言,这将使表现黏度从224cP增加到466cP.意味着井眼的清洁将显著提高。好的固相控制要求能够产生大的钻屑而且能将其带到地面而不影响钻井液的性能。
通常,泥浆清洁器清除的大部分是重晶石。这表明钻屑大部分分散到钻井液中。用清水钻进蒙皂石地层时,分散到钻井液中的固相大部分是小颗粒。这表明钻井液有很好的抑制性。通常,泥浆清洁器应该关闭,使用钻井液离心机来去除这些较小的颗粒。
从非加重钻井液到加重钻井液,大部分作业非常昂贵和困难。回收液相方法保留液相而清除固相会节约成本,但也可能会影响最终的钻井成本,因为它在更多的情况下直接影响处理复杂的成本。由于固相控制不当引起的问题,造成了成本的提高或者钻井失败是明显的。非加重钻井液的性能不好导致钻井成本提高,在操作中更敏感而不易察觉。由于这些原因,对加重钻井液的固相控制要比非加重钻井液的固相控制更为直接。
采用对全部钻井成本的评价可以避免常犯的错误。例如,用钻屑代替重晶石粉计算起来很容易。如果允许钻屑聚集并且达到钻井液的密度,重晶石成本就可以节约,钻井液密度可达到11lb/gal。节约的重晶石量可以很容易的计算出来。即使重晶石5美分/磅,节约的成本也是非常可观的。然而,这会导致钻井总成本的增加。回顾前面提到的由于没能去除固相而产生的问题,可以预见以后加重钻井液固相处理还会遇到许多的问题。

泥浆清洁器