[01114807]超深井高密度钻井液加重材料分离回收及固控系统配套技术研究

超深井高密度钻井液固控循环系统配套技术研究（合同编号201011090173）、高密度钻井液固控技术研究与应用（合同编号01005050113）为西南石油大学和中石油塔里木油田分公司联合开展的计划外科研项目。 本课题基于硬地层、高密度钻井液固相颗粒分布特征,建立沉降速度的数学模型和固相颗粒在离心分离过程中的运移模型;推导了钻井液离心机二维流动下的固相颗粒受力方程及运动方程。 提出振动筛+离心机的二级固控回收加重材料的方案,实现了在钻井液的循环过程中 “实时”分离回收再用加重材料的目标。性能指标为：回收加重材料1/3～2/3;降低加重材料成本10%左右;钻井液有害固相降低30%以上。 本课题提出常用四级固控优化方案和新型二级固控方案,采用振动筛+流量计+变频器+中储罐+中速离心机+高速离心机的新型固控系统来分离回收加重材料; 根据硬地层固相粒度分布特征,建立了超深井、硬地层和高密度钻井液下的离心机固相颗粒分离模型和运移模型;设计改进钻井液加重材料分离回收工艺流程,鉴定委员会认为该项目总体技术达到国际先进水平。 通过塔里木油田现场的实际应用,取得较好的经济效益,实践证明该套加重材料回收技术是比较成熟的;油田现场钻井液有害固相和加重材料堆积带来的环境污染问题日益严重,本项目可以在钻井过程中分离回收加重材料,在降低钻井成本的同时,更有效的降低了环境污染,减少污染排放,具有显著的经济效益和社会效益。 从2012年4月至2014年12月,塔里木石油勘探开发指挥部第三勘探公司在塔里木油田神木201、大北205、柯中105、柯7010井等进行现场应用,实际回收利用约20000吨加重材料,共计节省2000多万元的加重材料费用。本课题首次申报,暂无获奖。