超临界二氧化碳井筒循环对岩屑粒径影响的实验研究
本文选题：超临界二氧化碳 切入点：钻井 出处：《东北石油大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：近年来,随着气体钻井技术的不断进步,超临界二氧化碳作为一种新型钻采流体,在开发非常规油气资源方面展露出巨大的优势,超临界二氧化碳钻井液既具有气体的低粘度和高扩散系数,又具有液体的高密度和好的溶解性等特点,可满足连续管小井眼钻井要求,但该技术的发展尚处于起步阶段。超临界二氧化碳钻井液的压力和温度随着井深的增加而逐渐增加,而密度和粘度随着井深的增加而逐渐降低,在分析超临界二氧化碳钻井过程中,其与水体系及岩屑的相互作用、岩屑平均粒径与反应体系温度的变化规律、岩屑平均粒径与反应压力的变化规律等二氧化碳对钻屑粒径的影响,对于研究超临界二氧化碳的携岩规律、促进超临界二氧化碳钻井技术的发展具有重要价值。本论文中,首先通过实验的方法分析了二氧化碳及其与不同流体共存的条件下对钻屑粒径的影响规律,进而通过XRD及离子分析的方法对其机理进行了分析,结果表明:二氧化碳与水共存时可有效减小馆陶组地层钻屑的平均粒径,其机理是由于二氧化碳促使了岩屑中粘土矿物的分散,缩短了粘土矿物进行水化反应的时间,并且二氧化碳与水作用也会生成一定量的碳酸,也会溶解部分胶结矿物,使岩屑平均粒径变小,研究结果对于进一步解释其携岩机理提供了依据。
[Abstract]:In recent years, with the continuous progress of gas drilling technology, supercritical carbon dioxide as a new drilling and production fluid, in the development of unconventional oil and gas resources show a great advantage. The supercritical carbon dioxide drilling fluid not only has the characteristics of low viscosity and high diffusion coefficient of gas, but also has the characteristics of high density and good solubility of liquid. But the development of this technology is still in its infancy. The pressure and temperature of supercritical carbon dioxide drilling fluid increase with the increase of well depth, while the density and viscosity decrease with the increase of well depth. In the process of supercritical carbon dioxide drilling, the interaction with water system and cuttings, the variation of the average particle size of cuttings and the temperature of reaction system are analyzed. The influence of carbon dioxide on the diameter of drilling cuttings, such as the variation of cuttings mean particle size and reaction pressure, is of great value for studying the rock carrying law of supercritical carbon dioxide and promoting the development of supercritical carbon dioxide drilling technology. Firstly, the influence of carbon dioxide and its coexisting with different fluids on the diameter of drilling chip was analyzed by experimental method, and then the mechanism was analyzed by XRD and ion analysis. The results show that the average diameter of drilling debris in Guantao formation can be reduced effectively by the coexistence of carbon dioxide and water. The mechanism is that carbon dioxide promotes the dispersion of clay minerals in the cuttings and shortens the time of hydration reaction of clay minerals. Carbon dioxide and water also produce a certain amount of carbonic acid and dissolve some of the cemented minerals, which makes the average particle size of cuttings smaller. The results provide a basis for further explanation of the mechanism of carrying rocks.
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE242
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，本文编号：1645439
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