專(zhuān)利名稱(chēng)：黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防漏工藝，特別是一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，適用于長(zhǎng)慶氣田靖南區(qū)塊第四系淺表層發(fā)生的漏失。屬于石油鉆井領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)慶靖邊氣田靖南地區(qū)第四系黃土層地層埋深約為Om 550m，此區(qū)塊黃土層淺表層具有結(jié)構(gòu)疏松、欠壓實(shí)、承壓能力低、滲透性強(qiáng)等特點(diǎn)。在鉆探施工過(guò)程中，Om 40m的淺表層失返性井漏現(xiàn)象發(fā)生頻繁。鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生漏失后，漏速會(huì)迅速增大，以致失返，一旦形成漏失通道，則堵漏難度大，成功率低。長(zhǎng)慶鉆井總公司針對(duì)目前靖南地區(qū)黃土層漏失的特點(diǎn)，結(jié)合豐富的防漏、堵漏經(jīng)驗(yàn)，摸索出了一整套靖南地區(qū)淺表層防漏工藝。包括①低固相高粘度白土漿工藝，②導(dǎo)管坐塞，環(huán)空回注水泥漿或砂石工藝。③智能高粘凝膠鉆井液工藝等常規(guī)黃土層防漏工藝技術(shù)。但常規(guī)黃土層防漏工藝技術(shù)一次成功率為40%，成為制約一開(kāi)高效率鉆井的瓶頸。導(dǎo)致防漏、堵漏成功率低的主要因素有以下四點(diǎn)
①靖南區(qū)塊40米以?xún)?nèi)的黃土層風(fēng)化度高、膠結(jié)疏松，鉆井液沖刷過(guò)程中，易形成竄流孔道。地層承壓系數(shù)僅為0. 8-1. 0，當(dāng)環(huán)空不暢、泵壓過(guò)高、鉆屑含量過(guò)大、激動(dòng)壓力過(guò)大時(shí)易發(fā)生壓差性漏失。因其地層的特性，無(wú)法進(jìn)行擠封、注水泥等堵漏工藝；靜止堵漏和隨鉆堵漏均效果不佳。②單純的采取白土漿防漏鉆進(jìn)，不理想。因?yàn)橐婚_(kāi)井段較長(zhǎng)，且志丹統(tǒng)、安定、直羅等地層可鉆性差。長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)沖刷之后，淺表層很難保持穩(wěn)定。③常規(guī)導(dǎo)管封固工藝存在不足。第一，環(huán)空注水泥后，水泥候凝時(shí)間短，水泥漿與黃土膠結(jié)差，封固效果差，易形成導(dǎo)管腳串槽。同時(shí)水泥比重高，易沉降，造成淺表層壓差性漏失。第二，環(huán)空填砂石，工作量大，耗時(shí)長(zhǎng)。同時(shí)砂石自身存在孔隙，易形成竄流通道。④聚合物凝膠鉆井液的優(yōu)點(diǎn)在于密度低，但是和低固相白土漿相比，其密度低的優(yōu)勢(shì)不明顯。聚合物體系的失水很難得到根本性控制，鉆進(jìn)過(guò)程中，高失水導(dǎo)致淺表層黃土被浸泡疏松，形成漏失通道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)長(zhǎng)慶靖邊氣田靖南地區(qū)第四系黃土層常規(guī)防漏中導(dǎo)管腳易串槽，形成竄流通道后二次封固難度大、聚合物防漏體系失水大，誘發(fā)黃土層漏失、常規(guī)堵漏工藝效果不理想等問(wèn)題，提供一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，它有效的預(yù)防了淺表黃土層的漏失。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)一種黃黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，其特征在于所述鉆井液的配制包括堵漏漿的配制和一開(kāi)鉆井液的配制，其中，所述堵漏漿的配制中的堵漏漿配方是由下列原料按下述重量份配制而成5份膨潤(rùn)土、10份HD-I橋塞堵漏劑、30份石灰石、30份重晶石、0. 1 0. 2份⑶-1高粘彈性堵漏劑、水是100份，所述一開(kāi)鉆井液的配制中的一開(kāi)鉆井液配方是由下列原料按下述重量份配制而成0.3 0.5份工業(yè)燒堿、5 8 份膨潤(rùn)土、0. 3 0. 5份HV-CMC羧甲基纖維素、0. 3 0. 5份K-PAM聚丙烯酸鉀、100份水。所述的導(dǎo)管坐塞過(guò)程中的導(dǎo)管內(nèi)徑/一開(kāi)鉆頭外徑=1. 15 1.4，導(dǎo)管井眼鉆頭外徑/導(dǎo)管外徑=1. 15 1. 3，導(dǎo)管井眼的井深=導(dǎo)管長(zhǎng)度-1 2米，導(dǎo)管下部距底端20cm 焊接第一排螺帽，導(dǎo)管下部距底端100-120cm焊接第二排螺帽，并用棕繩絲、防滲布、海帶和毛氈材料纏繞制作成“腰鼓”狀塞子，將導(dǎo)管坐塞于導(dǎo)管井眼的井底，上端導(dǎo)鏈固定。所述的環(huán)空外灌堵漏漿是利用預(yù)配好的堵漏漿，把導(dǎo)管井眼的低固相白土漿替換，然后下入導(dǎo)管，環(huán)空液面必須用堵漏漿補(bǔ)充至地面。所述的一開(kāi)表層鉆進(jìn)是采用低固相白土漿進(jìn)行一開(kāi)表層鉆進(jìn)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速低于70 轉(zhuǎn)/分，前80米井深，排量10 15L/S，鉆壓20 40KN，泵壓2. 5 4. 5MPa ；井深80米以后，每鉆進(jìn)2根單根提升2L/S的排量，最終排量控制在沈 30L/S，直至表層完鉆。所述的堵漏漿的密度為1. 5 1. 7 g/cm3，滴流。所述的一開(kāi)鉆井液的密度為1. 02 1. 03 g/cm3，馬氏漏斗粘度為45 50S，中壓失水< 15ml。所述的導(dǎo)管的焊接長(zhǎng)度=導(dǎo)眼井深+1 2米。所述的每排4個(gè)螺帽位于同一水平面，互相間隔90°，平均分布在導(dǎo)管外壁上。本發(fā)明工藝的作用機(jī)理是
1.合理確定導(dǎo)管入井長(zhǎng)度，準(zhǔn)確的將導(dǎo)管座封于井眼臺(tái)階面上。在導(dǎo)管腳附近人工綁接環(huán)空封隔塞，隔離導(dǎo)管內(nèi)外泥漿，防止鉆井液對(duì)淺表層的沖刷和浸泡。2.在導(dǎo)管與表層之間的環(huán)空注入合理密度和粘度的堵漏漿。用于平衡鉆井過(guò)程中的循環(huán)壓耗和靜液柱壓力，保護(hù)導(dǎo)管腳，防止鉆井液在導(dǎo)管腳處串槽。3. 一開(kāi)鉆進(jìn)后，采用低固相白土漿體系。突出體系沖刷小、失水低、護(hù)壁性強(qiáng)，兼具填充微孔的作用，有效的預(yù)防黃土層漏失和導(dǎo)管腳串槽、塌陷。本發(fā)明的特點(diǎn)
1.作業(yè)簡(jiǎn)便、安全、可操作性強(qiáng)
此工藝的準(zhǔn)備工作和施工環(huán)節(jié)均在一開(kāi)鉆進(jìn)之前進(jìn)行，采用現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備，不受時(shí)間和設(shè)備限制。導(dǎo)管的焊接，坐塞和配制泥漿過(guò)程簡(jiǎn)便、快捷。環(huán)空不用水泥漿或砂石回填， 節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)效，避免了人員井口作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。2.防漏成功率高，能有效的防止導(dǎo)管腳串槽
采用導(dǎo)管坐塞技術(shù)后，完全阻隔了鉆井液對(duì)淺表層的沖刷，避免了淺表層的漏失和塌陷。塞子的坐封隔離了導(dǎo)管內(nèi)外泥漿，環(huán)空外灌高比重高粘切堵漏漿，起到了二次密封的作用，對(duì)導(dǎo)管腳串槽起到了雙保險(xiǎn)的機(jī)制。防漏成功率高達(dá)95%，有效的避免了井漏之后造成的施工拖延、處理難度大、費(fèi)用增加，甚至表層報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。3.環(huán)空外灌堵漏漿平衡壓力
用高比重高粘切堵漏漿回填導(dǎo)管環(huán)空，改進(jìn)了原來(lái)水泥漿或砂石回填的方式，對(duì)導(dǎo)管腳起到了液態(tài)密封的效果。同時(shí)由于其高比重高粘切的性能，可以平衡一開(kāi)鉆進(jìn)過(guò)程中鉆井液的循環(huán)壓力和靜液柱壓力，有效的保護(hù)導(dǎo)管腳，防止導(dǎo)管腳串槽。4.低固相白土漿體系有效防漏、防串槽導(dǎo)管坐塞工藝完成后，一開(kāi)鉆井作業(yè)采用低固相白土漿體系，與聚合物體系相比，突出的優(yōu)點(diǎn)有沖刷小、失水低、攜砂好、護(hù)壁強(qiáng)。低固相的密度控制在1.02 1.03 g/cm3，馬氏漏斗粘度范圍45 50S，中壓失水< 15ml。低密度白土漿與聚合物體系的密度相差很小，但其粘度和切力要明顯高于聚合物體系，能及時(shí)的將井筒鉆屑攜帶出井，避免了井筒局部鉆屑堆積過(guò)多，造成局部密度上升，壓漏地層。同時(shí)能有效的減小對(duì)黃土層的沖刷，減小鉆井液向地層的濾失量，從而降低了黃土層下部的漏失幾率，也降低了導(dǎo)管腳串槽的風(fēng)險(xiǎn)。 低固相白土漿體系的這些優(yōu)點(diǎn)是聚合物體系無(wú)法達(dá)到的。


下面結(jié)合實(shí)施例和實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)管制作時(shí)，導(dǎo)管下部的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是實(shí)施例采用本發(fā)明的防漏工藝進(jìn)行防漏時(shí)的井下結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是采用現(xiàn)有的防漏工藝進(jìn)行防漏時(shí)的井下結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、第二排螺帽；2、導(dǎo)管；3、塞子；4、第一排螺帽；5、漏層；6、堵漏漿；7、導(dǎo)管環(huán)空區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例中沒(méi)有詳細(xì)敘述的部分是采用現(xiàn)有技術(shù)，和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或公知手段 實(shí)施例1
一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，所述鉆井液的配制包括堵漏漿6的配制和一開(kāi)鉆井液的配制， ①堵漏漿的配制
將連接2號(hào)泵的上水罐與其它循環(huán)罐隔離，注入50噸清水，打開(kāi)攪拌器，用2號(hào)泵低壓回水配制堵漏漿。將2. 5噸膨潤(rùn)土、5噸HD-I橋塞堵漏劑、15噸石灰石(CaCO3)、15噸重晶石(BaS04)、0.08噸⑶-1高粘彈性堵漏劑，按照上述的順序加料?；旌蠑嚢杈鶆蚝蟠?。②一開(kāi)鉆井液(低固相白土漿)的配制
在其它循環(huán)罐內(nèi)注入100噸清水，打開(kāi)攪拌器，配制低固相白土漿。將0. 4噸工業(yè)燒堿、 6噸膨潤(rùn)土、0. 4噸HV-CMC羧甲基纖維素、0. 4噸K-PAM聚丙烯酸鉀，按照上述的順序加料。 混合攪拌均勻后待用。實(shí)施例2
一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，所述鉆井液的配制包括堵漏漿6的配制和一開(kāi)鉆井液的配制， ①堵漏漿的配制
將連接2號(hào)泵的上水罐與其它循環(huán)罐隔離，注入50噸清水，打開(kāi)攪拌器，用2號(hào)泵低壓回水配制堵漏漿。將2. 5噸膨潤(rùn)土、5噸HD-I橋塞堵漏劑、15噸石灰石(CaCO3)、15噸重晶石(BaS04)、0.05噸⑶-1高粘彈性堵漏劑，按照上述的順序加料。混合攪拌均勻后待用。②一開(kāi)鉆井液(低固相白土漿)的配制
在其它循環(huán)罐內(nèi)注入100噸清水，打開(kāi)攪拌器，配制低固相白土漿。將0. 3噸工業(yè)燒堿、 5噸膨潤(rùn)土、0. 3噸HV-CMC羧甲基纖維素、0. 3噸K-PAM聚丙烯酸鉀，按照上述的順序加料。混合攪拌均勻后待用。實(shí)施例3
一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，所述鉆井液的配制包括堵漏漿6的配制和一開(kāi)鉆井液的配制， ①堵漏漿的配制
將連接2號(hào)泵的上水罐與其它循環(huán)罐隔離，注入50噸清水，打開(kāi)攪拌器，用2號(hào)泵低壓回水配制堵漏漿。將2. 5噸膨潤(rùn)土、5噸HD-I橋塞堵漏劑、15噸石灰石(CaCO3)、15噸重晶石(BaS04)、0. 1噸⑶-1高粘彈性堵漏劑，按照上述的順序加料?；旌蠑嚢杈鶆蚝蟠?。②一開(kāi)鉆井液(低固相白土漿)的配制
在其它循環(huán)罐內(nèi)注入100噸清水，打開(kāi)攪拌器，配制低固相白土漿。將0. 5噸工業(yè)燒堿、 8噸膨潤(rùn)土、0. 5噸HV-CMC羧甲基纖維素、0. 5噸K-PAM聚丙烯酸鉀，按照上述的順序加料。 混合攪拌均勻后待用。實(shí)施例4:
一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，所述鉆井液的配制包括堵漏漿的配制和一開(kāi)鉆井液的配制，其中，所述堵漏漿的配制中的堵漏漿配方是由下列原料按下述重量份配制而成5份膨潤(rùn)土、 10份HD-I橋塞堵漏劑、30份石灰石、30份重晶石、0. 1份OT-I高粘彈性堵漏劑、水是100 份，所述一開(kāi)鉆井液的配制中的一開(kāi)鉆井液配方是由下列原料按下述重量份配制而成 0. 4份工業(yè)燒堿、6份膨潤(rùn)土、0. 4份HV-CMC羧甲基纖維素、0. 4份K-PAM聚丙烯酸鉀、100份水；或所述的導(dǎo)管坐塞過(guò)程中的導(dǎo)管2內(nèi)徑/ 一開(kāi)鉆頭外徑=1. 15 1. 4，導(dǎo)管2井眼鉆頭外徑/導(dǎo)管外徑=1. 15 1. 3，導(dǎo)管井眼的井深=導(dǎo)管2長(zhǎng)度-1 2米，導(dǎo)管2下部距底端 20cm焊接第一排螺帽4，導(dǎo)管2下部距底端100-120cm焊接第二排螺帽1，并用棕繩絲、防滲布、海帶和毛氈材料纏繞制作成“腰鼓”狀塞子3，將導(dǎo)管2坐塞于導(dǎo)管2井眼的井底，上端導(dǎo)鏈固定；或所述的環(huán)空外灌堵漏漿是利用預(yù)配好的堵漏漿，把導(dǎo)管2井眼的低固相白土漿替換，然后下入導(dǎo)管2，環(huán)空液面必須用堵漏漿6補(bǔ)充至地面；或所述的一開(kāi)表層鉆進(jìn)是采用低固相白土漿進(jìn)行一開(kāi)表層鉆進(jìn)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速低于70轉(zhuǎn)/分，前80米井深，排量10 15L/S,鉆壓20 40KN，泵壓2. 5 4. 5MPa ；井深80米以后，每鉆進(jìn)2根單根提升2L/S的排量，最終排量控制在26 30L/S，直至表層完鉆；或所述的堵漏漿6的密度為1. 5 1. 7 g/cm3,滴流；或所述的一開(kāi)鉆井液的密度為1. 02 1. 03 g/cm3,馬氏漏斗粘度為45 50S， 中壓失水< 15ml ；或所述的導(dǎo)管2的焊接長(zhǎng)度=導(dǎo)眼井深+1 2米；或所述的每排4個(gè)螺帽位于同一水平面，互相間隔90°，平均分布在導(dǎo)管2外壁上；本發(fā)明的工藝可以是上述的特征的一種或幾種的組合。實(shí)施例5
1.導(dǎo)管焊接和塞子制作(如圖1所示) ①導(dǎo)管2的焊接
導(dǎo)管2尺寸的選擇導(dǎo)管2內(nèi)徑/ 一開(kāi)鉆頭外徑=1. 15 1. 4 根據(jù)井口的地勢(shì)，判斷導(dǎo)管的下入深度。參考標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，包括導(dǎo)管坐塞、鉆井液的配制、環(huán)空外灌堵漏漿、一開(kāi)表層鉆進(jìn)，其特征在于所述鉆井液的配制包括堵漏漿(6)的配制和一開(kāi)鉆井液的配制，其中，所述堵漏漿(6)的配制中的堵漏漿(6)配方是由下列原料按下述重量份配制而成5份膨潤(rùn)土、10份HD-I橋塞堵漏劑、30份石灰石、30份重晶石、0. 1 0. 2份 GD-I高粘彈性堵漏劑、水是100份，所述一開(kāi)鉆井液的配制中的一開(kāi)鉆井液配方是由下列原料按下述重量份配制而成0. 3 0. 5份工業(yè)燒堿、5 8份膨潤(rùn)土、0. 3 0. 5份HV-CMC 羧甲基纖維素、0. 3 0. 5份K-PAM聚丙烯酸鉀、100份水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的導(dǎo)管坐塞過(guò)程中的導(dǎo)管(2)內(nèi)徑/ 一開(kāi)鉆頭外徑=1. 15 1.4，導(dǎo)管(2)井眼鉆頭外徑 /導(dǎo)管外徑=1. 15 1. 3，導(dǎo)管井眼的井深=導(dǎo)管(2)長(zhǎng)度-1 2米，導(dǎo)管(2)下部距底端 20cm焊接第一排螺帽(4)，導(dǎo)管(2)下部距底端100-120cm焊接第二排螺帽(1 )，并用棕繩絲、防滲布、海帶和毛氈材料纏繞制作成“腰鼓”狀塞子(3)，將導(dǎo)管(2)坐塞于導(dǎo)管(2)井眼的井底，上端導(dǎo)鏈固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的環(huán)空外灌堵漏漿是利用預(yù)配好的堵漏漿，把導(dǎo)管(2)井眼的低固相白土漿替換，然后下入導(dǎo)管(2)，環(huán)空液面必須用堵漏漿(6)補(bǔ)充至地面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的一開(kāi)表層鉆進(jìn)是采用低固相白土漿進(jìn)行一開(kāi)表層鉆進(jìn)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速低于70轉(zhuǎn)/分，前80 米井深，排量10 15L/S，鉆壓20 40KN，泵壓2. 5 4. 5MPa ；井深80米以后，每鉆進(jìn)2 根單根提升2L/S的排量，最終排量控制在沈 30L/S，直至表層完鉆。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的堵漏漿(6)的密度為1. 5 1. 7 g/cm3，滴流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的一開(kāi)鉆井液的密度為1. 02 1. 03 g/cm3,馬氏漏斗粘度為45 50S，中壓失水< 15ml。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，其特征在于所述的導(dǎo)管(2)的焊接長(zhǎng)度=導(dǎo)眼井深+1 2米。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，所述的每排4個(gè)螺帽位于同一水平面，互相間隔90°，平均分布在導(dǎo)管( 外壁上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種黃土層導(dǎo)管坐塞、環(huán)空外灌平衡防漏工藝，涉及石油鉆井領(lǐng)域，黃土層防漏鉆進(jìn)。尤其適用于預(yù)防靖邊氣田靖南地區(qū)第四系黃土層發(fā)生的失返型漏失。開(kāi)鉆前，制作好坐塞用的導(dǎo)管，配制好環(huán)空外灌的堵漏漿和一開(kāi)鉆進(jìn)用的低固相白土漿。按照坐塞工藝的施工順序進(jìn)行導(dǎo)管坐塞和環(huán)空外灌堵漏漿，讓淺表層被封閉隔離，導(dǎo)管腳坐實(shí)密封。一開(kāi)鉆井液體系選擇低固相白土漿，并配合合理的鉆井參數(shù)。通過(guò)一整套工藝方案的實(shí)施，有效的防止了淺表層的失返及其黃土層的漏失。
文檔編號(hào)C09K8/48GK102493781SQ20111037722
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者蘭正升, 曹小藝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶鉆井總公司