掘削技術の開発は主に固体制御装置に依存しています。機械的固体制御は、掘削泥水の良好な性能を維持および保証するための重要なリンクであり、従来の掘削技術の構成要素の 1 つでもあります。
掘削泥水において、泥水の性能と機械的浸透速度に大きな影響を与える固体粒子のサイズは 15 ミクロン以上で、全固体の約 70% を占めます。人々は、より効率的な機械装置を使用して、いつでもそれを除去しようとします。掘削技術の発展に伴い、泥土の性能に対する要求はますます高まっています。泥固形物を制御して泥水の性能を向上させる技術は、泥水掘削の重要な補助技術に発展しており、坑井状態の安定化や掘削速度の向上に密接に関係していることが実践で証明されています。掘削用の高品質の泥土を提供するには、適切な完全な泥水浄化装置のセットが必要であり、これは掘削泥水の優れた性能を維持することを保証します。
掘削液や泥水中の固相は、その機能に応じて 2 つのカテゴリーに分類できます。 1 つはベントナイト、化学処理剤、重晶石粉などの有用な固相で、もう 1 つは掘削の切粉などの役に立たない固体です。ベントナイト、砂など。
掘削液のいわゆる固相制御は、掘削液の性能に関する掘削技術の要件を満たすために、有害な固相を除去し、有用な固相を保存することです。一般に、掘削液の固体管理を固体管理といいます。
確実なコントロールの重要性が注目されています。これは、安全、高品質、効率的な掘削と石油およびガスの貯留層の保護に直接影響を与える重要な要素となっています。確実な制御は、最適な穴あけを実現するための重要な手段の 1 つです。良好な固体制御により、科学的掘削に必要な条件を提供できます。適切な固相制御により、オイルとガスのリザーバーが保護され、穴あけトルクと摩擦が軽減され、アニュラス吸引の圧力変動が軽減され、差圧固着の可能性が軽減され、穴あけ速度が向上し、ドリルビットの寿命が延長され、ドリルビットの寿命が延長されます。機器やパイプの磨耗を防ぎ、掘削液循環システムの脆弱な部分の寿命を延ばし、坑井の安定性を高め、ケーシングの状態を改善し、環境汚染を減らし、掘削液のコストを削減します。現場の統計データによると、低密度範囲では、掘削液の固形分が 1% 減少するごとに、機械的貫入率が約 8% 増加する可能性があります (掘削液の密度の 0.01 減少に相当)。ソリッドコントロールの利点が非常に大きいことがわかります。
泥水中に無駄な固体が過剰に存在することは、掘削液の性能を損ない、浸透速度を低下させ、ダウンホールのさまざまな合併症を引き起こす最大の隠れた危険性です。長期にわたる実践と継続的な研究により、泥水中に無用な固相が過剰に存在すると、掘削作業に次のような悪影響が生じるとの結論に達しました。
泥の固形分が高く、比重が大きく、穴底の圧力差が大きくなると、岩石に対する液柱の圧力保持効果が増大し、穴底での岩石の破片が発生しにくくなります。泥の固形分が多く、掘削切粉を運ぶ能力が弱くなり、大量の大きな粒子の掘削切粉が時間内に穴から排出されず、結果としてドリルビットによる岩盤切粉の破壊が繰り返され、したがって、穴あけ工具の摩耗が増加し、穴あけ速度に影響を与えます。
掘削中の泥水の損失と固体粒子の含有量は、穴壁に形成される泥ケーキの品質に直接影響します。掘削液の水の損失は少なく、泥ケーキは薄くて丈夫で、壁の保護が良好であり、これが私たちの目標です。固形分が高いと泥の水分損失が増加し、これが頁岩層の吸水、水和膨張、穴壁の不安定性につながり、その結果、揚力やつまずきが悪くなり、穴内での事故につながります。また、泥ケーキが厚すぎて緩んでいると、掘削工具と井戸壁との接触面が増加し、固着事故が発生しやすくなります。
固形分が多いほど、循環システムの機械的摩耗が大きくなります。泥が多すぎると、シリンダーライナーと泥ポンプのピストンの摩耗が促進され、メンテナンス時間が長くなり、掘削効率が低下します。固形分が多すぎると、ドリルパイプの内壁にスケーリングが発生し、内パイプの釣りに影響を及ぼし、スケーリングを処理するためにドリルパイプを持ち上げなければならなくなり、通常の作業手順が中断されます。補助作業時間の大幅な増加により、穴あけ効率も大幅に低下します。
掘削プロセス中、掘削の切粉が常に泥の中に入るため、掘削の切粉が時間内に除去されないと、泥の性能が変化します。泥中の砂含有量が 4% を超える場合、それは廃スラリーとみなされます。排出して新しいスラリーと交換する必要があります。泥の大部分はアルカリ性溶液であり、ランダムな排出は植生を破壊するだけでなく、土壌のアルカリ化を引き起こし、植生の再生に影響を与えます。また、泥の中には泥を黒くする添加剤が含まれており、大量に排出されると視覚的に環境を汚染します。