水平钻井液与垂直钻井液的区别新利18体育全站登录

说到用于水平定向钻井和垂直钻井的钻井液，比如地热回路安装或水井钻井，有很多相似之处。然而，尽管两者有相似之处，但钻井承包商必须了解两者之间的一些重要区别，以便最大化他们的成功率。

文章指数:

井下物理差异显著
凝胶强度和失液量
领域的应用
结论

在每次钻井作业中，膨润土都被用作钻井液的基础或起点，并使用聚合物和添加剂，以及改变膨润土的用量，以帮助调整钻井液以适应各种土壤条件。在每次钻井应用中，钻井液的pH值、粘度、速度、密度、固体含量、滤失量和凝胶强度等特性都很重要，应密切监测并妥善维护。许多相同类型的聚合物和添加剂被用于垂直和水平定向钻井，以控制井下条件，如活性粘土和/或粗土中的流体漏失。然而，尽管HDD和垂直钻井液之间有很多相似之处，但钻井承包商必须了解两者之间的一些重要区别，以便获得最大的成功。

井下物理差异显著

垂直定向钻井和水平定向钻井之间的流动特性差异很大，这在每种应用的钻井液设计中起着关键作用。在垂直钻井应用中，如水井钻井，钻井液的环空上升速度在85英尺到125英尺/分钟之间，相比之下，水平定向钻井由于钻孔直径更大，流动方向更大，流体的移动速度像蜗牛一样慢。

在垂直钻井应用中，回流(携带钻屑)的方向是180度，或与重力向下拉固体的方向相反，使钻屑更容易悬浮。只需将带岩屑的钻井液移出井眼，速度要快于岩屑的沉降速度。在水平定向钻井中，流动方向与重力试图拉动岩屑的方向成90度角，这使得岩屑运输更加困难。在垂直钻井应用中，岩屑在沉降到底部之前可能要下落数百英尺，而在水平定向钻井应用中，岩屑可能要下落几英寸或更少。

与垂直钻井相比，静压头对水平方向钻井液与井下条件的相互作用也有很大影响。一种重量为8.5磅/加仑的水平定向钻井液，在30英尺深的地层上，其静压头压力约为13.26磅/平方英寸，而同样密度的垂直钻井液在250英尺深的地层上，其静压头压力约为110磅/平方英寸。

凝胶强度和失液量

一个简单的演示说明了HDD和垂直钻井液在凝胶强度要求上的差异，就是使用一个透明的塑料管，里面装着水和闪光剂。如果你摇动闪粉并将管子保持垂直位置，闪粉似乎会永远停留在悬浮状态，这是因为闪粉必须在流体中移动一段距离才能到达底部，而当你摇动管子并保持水平位置时，闪粉几乎会立即沉到底部。膨润土钻井液是非牛顿钻井液，即粘度随剪切而变化，而石油等牛顿钻井液的粘度则随温度而变化。

膨润土钻井液的移动速度越快，它就会变得越薄，当膨润土钻井液处于静止状态时，例如在进行连接时，膨润土钻井液会凝结起来，悬浮钻井岩屑。由于水平定向钻井液的环空上升速度较慢，特别是在扩眼大直径孔时，会产生大量钻屑，因此必须要有一种具有高凝胶强度和尽可能低粘度的钻井液。

特种HDD流体的凝胶强度或携固能力可以达到高得率膨润土的三倍，这是最常用的水井钻井。对于水平定向钻井承包商来说，要确定钻井液中的凝胶强度是否足以悬浮遇到的钻屑，一种简单的方法是将一些钻井液放入一个透明的容器中，搅拌入井或出井的土壤。如果固体在容器中沉淀，它们肯定会在井下沉淀;因此，必须提高凝胶强度，以防止卡住或拉伸生产线的发生。

许多HDD承包商试图通过使用高产量的膨润土产品来省钱，但最终不得不添加增强凝胶强度的添加剂，这是最昂贵的钻井液添加剂之一，付出了更多的钱。这样一来，他们就避免了高粘度钻井液带来的高粘度问题，如压裂量增加、泵效率降低和回拉速度减慢等。HDD扩眼器的回拉速度主要取决于可输送到扩眼器的钻井液量，例如，80秒的漏斗粘度钻井液会使往复式泵的性能减半。

除了更高的凝胶强度外，一种优质的HDD特种钻井液中还会加入纯碱，以帮助产品在硬水或低pH值条件下更好地工作，同时还含有添加剂，以提高失水率，以提高粗土条件下的井眼稳定性。为了使钻井液在砂土等粗土中保持井眼稳定性，钻井液必须能够在地层壁上形成低渗透滤饼(低滤失)，并对滤饼施加静水头压力，以防止地层塌陷。静水压力不必很高;只要是正压力就行了，尤其是在有地下水的区域。

领域的应用

只要有去除钻屑的机械设备，例如水力旋流器(除砂锥)和/或钻井液回收系统，特殊的HDD钻井液产品就可以在垂直钻井应用中发挥重要作用。特种HDD膨润土钻井液产品提供的额外凝胶强度不会让钻屑在桶中沉淀，导致高固相钻井液产生许多问题，包括对钻井液循环设备的过度磨损、地层损伤、循环丢失和钻速减慢。

如果使用正确的添加剂，通常用于水井钻井的高产膨润土也可以用于水平定向钻井。在使用高得率膨润土时，必须使用纯碱预处理混合水，以便最大限度地提高收率、凝胶强度和失水量。在粗土中使用高产膨润土进行水平定向作业时，为了保持井眼畅通，需要使用失流聚合物。当使用高产率膨润土用于水平定向钻井液时，凝胶强度增强聚合物是必要的，以建立足够的凝胶强度，以较低的粘度将钻屑带出井眼。