CN103003519A - 用于钻探系统的增强涂抹效果的裂缝封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钻井,特定而言钻进一种油气井,以允许更长的钻井周期和一次安装更长的套管或衬管的长度。本发明包括涂抹工具和在钻井液中特定粒度的颗粒堵漏材料固体的组合,它们协同工作以用于关闭且密封泄漏的地层和裂缝,无论泄漏的地层和裂缝为预先存在的或是由于钻井引起的。
Description
技术领域
本发明涉及钻进用于开采诸如油气这样的流体的的井、井且特别地涉及钻进其中裂缝和井漏/漏失循环液(lost circulation)构成问题的井。
背景技术
在钻进油气井的方法中,钻井泥浆被喷射到钻柱的中心内以向下流到钻头,且往回向上到地面、在介于井筒外侧与钻柱之间的环形空间中以将钻屑远离井筒底部运送并且从井眼出来。当井眼保持基本上充满钻井泥浆时,通过维持由钻头穿入的地层上的压头(head pressure),还使用了钻井泥浆来防止井喷或井涌。当在井下地层中的例如油气这样的高压流体释放到井筒内、且快速上升到地面上时,发生井喷或井涌。在地面处,这些流体可能释放大量能量,这对于人和设备而言都是危险的。已开发了用于钻进油气井的钻井泥浆,其具有增重(增稠/致密化)剂来提供充分的压头从而防止从地层最初释放高压流体和气体。但是,仅密度并未解决这个问题,因为钻井泥浆可漏掉到一个或多个井下地层内,减小了在井眼中的钻井泥浆的体积、和因而降低了井筒的压头。钻井泥浆漏入到一个或多个地层内的情形被称作“井漏”。
井漏和卡钻(stuck pipe)为在钻进油气井时面对的成本最高的问题中的两个问题。为了减小井漏的可能性,将“堵漏材料”的粒子(通常被称作“LCM”)添加到钻井泥浆以封堵钻井泥浆所漏失到的地层。这是简单且巧妙的解决方案,因为由钻井泥浆携带的粒子朝向泄露地层流动且然后在井筒的侧部处在泄露地层中收集。但最终,当钻井流体的漏失变得过多时,必需停止钻井且安装套管柱以密封现有井筒的部分从而使得钻井可在套管柱的底部处重新开始。安装套管或衬管的成本很高,因为当安装套管且牢固结合住套管时,暂停了钻井。用于安装套管柱的开支只是成本的一部分,因为当钻井的进一步的进程停止的同时,仍然要继续支付钻机和人员的每日费用。
应当指出的是,在向井眼添加每个连续套管柱时,井眼的内部尺寸减小。当考虑到油管、阀、泵和其它设备所需的空间时,在目标区处的套管内通常需要最小直径以便开采可能存在的碳氢化合物。因而,最初,井眼被钻得显著过大,预期到随着每个套管柱,井筒尺寸连续越来越小。钻井队有责任在安装新套管柱之前到达关键点以便保留套管的最终内部尺寸。
当杆/钻管卡在井眼中时造成了钻井的显著增加成本的第二方面。其包括:受卡/卡住的钻柱,和受卡/卡住的套管,和受卡/卡住的线缆测井工具。这些杆/钻管常常被卡住,因为可渗透带允许钻井液流体静压与地层压力的压差,以利用比可被施加用来将杆拉松的力更大的力来抵着滤饼而卡住钻柱。此外,井筒坍塌,且岩石的散裂或崩落所造成的碎屑常常会造成卡钻。
套管钻探为这样一种操作:其中钻柱为实际套管而不是正常更小直径钻杆/钻管。这种套管钻探方法已经部分有效地减小了井漏,且通过已被称作涂抹效果的效果而改进了井筒稳定性。涂抹效果为对井筒和任何滤饼的机械调节,减小了可渗透性、且利用钻井泥浆和钻屑来填充任何裂缝或井漏带。但是,套管钻探并不适用于所有井,且尚未有效地用于减小在所有区域中的和针对所有井配置的这些问题。
发明内容
本发明涉及一种利用在钻柱端部处的钻头以钻井液的最小漏失和最少套管操作来钻进井筒的方法。一种钻井液具备颗粒堵漏材料,其中堵漏材料包括用于实现增强涂抹裂缝封堵的粒子,其中堵漏材料粒子具有从约100微米至约1500微米的粒度分布,且具有在粒度分布的整个范围的大量粒子。堵漏材料的粒子也在钻井液中在从每桶至少0.5磅直到每桶15磅的范围中随着钻井液流动,且也在井筒外围处的任何漏失区域处形成封堵物,并且在这样的漏失区域处形成滤饼,并且阻挡或减小从井筒到漏失区域内的流体流动。钻柱具备沿着钻柱的周边的一部分的至少一个涂抹部段以将堵漏材料的滤饼涂抹到漏失区域内,且将堵漏材料压缩为更牢固的封堵物以增强漏失区域处的堵漏材料的性能,其中涂抹部段具有有效直径为井筒直径的至少约75%,且在钻柱旋转时涂抹所述井筒的壁。使钻柱旋转以将井筒进一步钻入到地下且使涂抹部段转动,从而使得涂抹表面沿着井筒的内表面涂抹、且特别地将堵漏材料压为更致密的粒子质量体的封堵物并且调节漏失区域以减轻漏失、卡钻和剥落。
在本发明的特定方面,涂抹部段包括了套管钻井布置中的套管,或者在衬管钻井布置中的衬管。
在本发明的第二备选方面,涂抹部段包括一种安装到钻杆的一部段上或者在常规钻井布置中钻杆的两部段之间的工具。示出并披露了一套涂抹工具。
虽然堵漏材料的第一优选粒度分布范围在从100微米至1500微米的范围中,更优选地,将该范围扩展到各种更宽的范围,其中,该范围的下限为75微米且甚至低至50微米。该范围的上限可为约2000微米,约2500微米,约3000微米,约3500微米且包括高达约4000微米。应当指出的是,在整个范围,大量的粒子应存在于钻井液中以可用于封堵井漏带或区域。
在特别优选的布置中,堵漏材料包括下列的组合:约三分之一的约600微米d50的精细磨碎坚果壳;约三分之一的1500微米d50的中等磨碎坚果壳;以及三分之一的250微米d50的粗磨碎的碳酸钙250。d50数值为在该范围内的粒子直径,其中50%的粒子较小且50%的粒子较大。
附图说明
结合附图理解,参考以下描述,可最佳地理解本发明的实施例以及其另外的优点,本发明的实施例使用一种特殊涂抹工具代替套管钻探技术,在附图中:
图1为本发明的涂抹工具的第一实施例的正视图;
图2为在井眼内的涂抹工具的第一实施例的顶视截面图;
图3为本发明的涂抹工具的第二实施例的正视图;
图4为在井眼内的涂抹工具的第二实施例的顶视截面图;
图5为本发明的涂抹工具的第三实施例的正视图;
图6为在井眼内的涂抹工具的第三实施例的顶视截面图;
图7为第四实施例、第五实施例和第六实施例的正视图,从本发明的涂抹工具的前视角来看,它们是相似的;
图8为涂抹工具的第四实施例的顶视截面图;
图9为涂抹工具的第五实施例的顶视截面图;
图10为涂抹工具的第六实施例的顶视截面图;
图11为涂抹工具的第七实施例的正视图;以及
图12为涂抹工具的第七实施例的顶视图。
具体实施方式
现转至本发明的优选布置,参看附图以使得能更清楚地理解本发明。但应了解,本发明的特征和概念可以以其它布置来证明,且本发明的范围并不限于所描述或图示的实施例。本发明的范围预期仅受到所附权利要求的范围限制。
由于从地面向地下钻出了井筒以经过岩石、砂、页岩、粘土和其它地层这样的许多层,这些地层中的许多地层是相对地不能渗透的。换言之,这些不能渗透的地层通常不容纳液体或不允许气体或液体通过。但是,存在着可渗透的地层,且这些可渗透地层中的某些具有在压力下的流体。流体主要包括盐和淡水,但还可包括油、天然气和这些流体与其它流体的混合物。在地下在地层中的压力下的流体给钻井操作人员带来问题,因为由钻井设备穿入这样的地层可释放大量力。在这样的高压流体不受控制地释放到井眼内的情况下,可能会造成破坏性井喷。
如上文所述的那样,为了维持对这些高压流体的控制,已开发了具有高密度的钻井液来维持井筒压力高于任何预期的地层压力。常规地,通过添加包括较小、但很致密的粒子的增重剂或增稠剂来实现高密度。这样的增重剂的粒度通常小于100微米。即使没有增重剂,钻井液通常积聚约100微米或更小的被称作钻井液固体的很小粒子。因为认为在钻屑碎裂或破裂时形成这种粒度的粒子,且由于它们较小的粒度而不能通过振动器的网目尺寸来移除它们,所以钻井液会积聚这种粒度的粒子。因而,通常在地面处移除大于100微米的钻屑以在钻井液再循环到井内之前避免钻井液充满钻屑。
钻井液具有多种功能,例如润滑移动部件、冷却钻头和将钻屑运送到地面。维持井筒压力只是钻井泥浆或钻井液的另一重要功能。但是,必须在钻头将会遭遇和形成裂缝、裂隙以及(将接收或吸收钻井液的)高孔隙度区域时,密切监视钻井液的水平。钻井液被连续不断地添加到井筒,但在流体漏失比添加钻井流体的速率显著更快的情况下,在井筒中的流体压头减小,且经历井涌或井喷的易损性增加。同样,钻井液技术也已取得进步以辅助管理这种情形。特别地,现代钻井液包括了在裂缝、裂隙、孔洞和多孔性区域处收集的粒子以封闭这些开口来避免进一步流体漏失。这些粒子在这些多孔性地层处进行收集,形成封堵物或滤饼,其中,液体流体已经从井筒出来并进入到地层内。
为了增强粒子对如多孔性地层和所引起的裂缝这些开口进行密封的效能,使用具有特定物理特征的钻柱与在钻井液中存在的堵漏材料的优选选择的组合已示出了在维持井筒壁的长期稳定性方面令人意外的结果,从而使得在安装套管柱之间钻进较长井部段是实用的。单个套管柱的减小是针对油气井而言的显著资金优势,因为用于向井眼中下套管/加套管的大部分成本在于所安装的柱的数量,而非每个套管柱的深度。换言之,向单个套管柱增添更多的长度无需太多额外成本且对于特定深度的井而言,具有三个套管柱远比具有四个套管柱更廉价。
本发明提供一种手段以机械地调节可渗透地层来减小它们的可渗透性、由此减小井漏的可能性和量,减小钻柱的由于压差卡在井筒侧部上的可能性,以及机械地调节不稳定的地层来减小岩石破裂(剥落)和井筒坍塌(其也会造成杆卡住)的可能性。
因而,本发明通过维持井筒开口壁的完整性而允许更长和更深钻井循环的优点不会言过其实。
对于本发明的钻柱的物理特征的关注焦点在于其包括涂抹部段,涂抹部段可以是带有一个或多个涂抹工具的井底孔组件,其将粒子或滤饼机械地压到它们所沉入的开口和裂隙内;或者其在至少钻柱底部300英尺的至少10%的长度上具有为井筒直径的至少75%的直径。涂抹部段将会包括套管和衬管钻井,有时被称作“ 随钻套管(casing while drilling)”。涂抹工具或较大直径区段使得滤饼被涂抹和压缩并压实到井筒壁的开口和裂隙内。认为这些粒子的涂抹和压缩和压实作用维持了井筒且具体而言壁的稳定性,以更有效地维持钻井泥浆的循环。这种钻柱的一个优选示例为套管或衬管钻井,其中钻柱的直径较大,并且,用于将钻屑载运到地面的环形空间与常规钻柱直径相比较而言是“紧密的”。套管钻井不只是用套管来代替钻杆,因为钻头不同,且就对弯曲的耐受程度显著更低的套管柱而言,定向钻探问题是显著的。
但本发明不只是关于具有较大直径的钻柱。毕竟,套管钻井为已知的且已经投入使用一段时间了,且不使用优选的堵漏材料尚看不出本发明的益处。优选堵漏材料优选地为一种或两种具有优选粒度分布的特定颗粒材料的组合。认为使堵漏材料(有时被称作“LCM”)具有相对较广粒度范围使得堵漏材料有效,其中,存在着在整个粒度分布中的大量粒子。有些情况下,现有LCM因在所需粒度分布部分的粒子量不足而似乎不符合标准。当通过添加额外量的较小粒度材料来解决井漏问题时,部分地启发了本发明。显然,在没有较广粒度范围的粒子的情况下,存在也经受涂抹表面涂抹、但未充分封堵的井漏带。利用本发明,在钻井液中可添加或维持更少量的LCM。常规地,在钻井液中提供每桶十磅的LCM。利用本发明,LCM可以以小于每桶约八磅而存在,且可更优选地以小于每桶五磅而存在。
最优选的材料选自磨碎的坚果壳和碳酸钙(磨碎的大理石)和其组合,但也可使用其它合适的已知LCM材料或支撑剂材料。合适的选择包括了颗粒材料,诸如磨碎的坚果壳、碳酸钙、石墨、焦炭、碳、硫、塑料、树脂、沙、所有类型的粉碎的岩石、金属粒子、陶瓷、玻璃珠、膨胀珍珠岩、硬橡胶化合物、尿烷、粉碎水泥、碎煤和一种或多种这样的材料的组合,但并不限于这些材料。优选LCM可被调配成一种单共混产品,或者其可以使用产品的组合在井场/井址处进行调配,其中向钻井液内提供全谱粒度分布。粒度分布为LCM特别重要的方面从而使得少量(小于约6%)小于约128微米或120目且痕量(trace amount)大于2001微米或5目。基于重量百分比,配方包括至少2%在约120目或128微米,和更大量在120目到10目,从而使得最大量在36目与10目之间。这种配方具有在介于500微米与2000微米之间范围之中的中等粒度。
颗粒LCM的有效组合的第二示例为:1/3(按重量计)的精细磨碎坚果壳,在这个行业中被称作“坚果壳细粒”(其为具有约600微米d50的磨碎坚果壳);1/3(按重量计)的中等磨碎坚果壳(在这个行业中被称作“坚果壳中粒”(其为具有约1500微米的d50的磨碎的坚果壳));以及按重量计1/3的碳酸钙250(其为具有250微米d50的磨碎的大理石)或者在相同粒度范围的磨碎的坚果壳。
已知这些粒度分布(“PSD”)有效地用于特定杆与井眼直径比例,钻头类型和配方,从而使得可安心地使用较低浓度(通常以每桶多少磅来测量),但本发明并不限于这些精确的PSD。本发明的关键特征在于,选择粒度分布为在所用钻井液的粒度(通常0至100/150微米)与所生成的钻屑(通常具有d10>250微米)之间,或者与所生成的钻屑和所用钻井液的粒度重叠。对于更大的钻屑尺寸,PSD将会具有更大得多的粒子、且在任何给定范围内的浓度可大于或小于上述优选示例。
描述优选粒度分布范围的另一方式为该范围从约100微米到约1500微米,其中,在钻井液中存在着整个范围的大量粒子。更优选地具有约75微米或甚至低至约50微米的该范围的下限。该范围的上限可为约2000微米,约2500微米,约3000微米,约3500微米且包括约4000微米。
混合颗粒LCM的浓度应为约0.5至15ppb(每桶钻井液的磅数)。实际上,当钻井时以此浓度而连续不断向钻井液添加LCM。LCM粒子足够大从而使得当钻井液返回到地面且越过钻机上的页岩振动器时,由振动器来移除LCM。结果,将会需要补充LCM,但有时候可能绕开振动器持续较短的钻探时间从而使得LCM将会被再循环。而且,可用振动器系统,其能将具有特定所需粒度范围或PSD的LCM再循环到钻井液内。
如上文所述的那样,在一些布置中,当利用被称作套管或衬管钻井的办法来钻井时,涂抹工具实际上为套管或衬管。由于各种已知的原因,诸如在套管钻井的额外成本不合理的情况下,或者当井为斜井且套管抵抗弯曲或者套管连接太弱时,利用套管或衬管来钻井并非总是实用的。
为了在套管或衬管钻井不适合的情况下得到涂抹的益处,已开发了若干涂抹工具,它们被设计为用以将特殊LCM、滤饼和钻屑压入到裂缝、空隙、裂隙和孔洞内以封堵泄露,由于增加的环向应力而增强了井筒强度,维持良好控制和/或限制钻井液的漏失。涂抹工具被设计成用以压着井筒的内表面,且并不刮擦或者刻划内表面以避免展开任何裂缝、空隙、裂隙孔洞等。
现参看图1和图2,由箭头10示出了涂抹工具的第一实施例。涂抹工具包括主体14,主体14的特征可为一种具有与常规钻杆大约相同直径的杆接头或钻杆接头。虽然钻杆的典型长度为30英尺,涂抹工具被示出更短。涂抹工具的长度可为从约5英尺长到60英尺长。涂抹工具包括了在基部处的外杆螺纹15和在顶部处的内杆螺纹17,其中由虚线来指示轴向通道18。本文所展示的所有涂抹工具可具有任何数量的不同的螺纹连接取向,包括“阳螺纹向上(pin-up)”、“双头阳螺纹”以及“双头阴螺纹(double box)”或其它。利用螺纹15和17,涂抹工具可在钻柱的两个接头之间添加到钻柱,且轴向通路与穿过钻杆的通路对准、且具有与穿过钻杆的通路近似相同的尺寸。镘刀20附连到涂抹工具的主体的外围。镘刀(trowel)20包括螺旋刀片,螺旋刀片环绕着涂抹工具10的主体,具有前鼻部21和较宽的尾端22。镘刀20的工作表面为前表面25和主涂抹表面26。前表面25被成形为沿着井筒的内侧壁W俘获粒子P,且当涂抹工具10随着钻柱旋转时,将粒子紧推到壁W。主涂抹表面26紧随着前表面后方以维持且持续在形成饼的粒子上的较宽的压力。当迫使粒子更紧密靠近时,减小了在粒子之间的空隙间距,且应当降低流体可经过压缩滤饼的速率。虽然镘刀20未被示出完全环绕着涂抹工具10的主体,可易于看出具有一个或多个全绕的延长涂抹工具符合图1所示的总体特征。
本发明的第二实施例在图3和图4中示出,其中由箭头110指示出涂抹工具。涂抹工具110非常类似于涂抹工具10,除了镘刀由多个区段形成。由附图标记120A、120B、120C和120D示出和指示了四个区段。每个区段用弹簧安装以由弹簧129来适应镘刀区段中每一个区段的偏转,而销131帮助维持镘刀区段与涂抹工具110的主体对准。允许偏转的目的是为了使得涂抹工具对井操作的定向钻井方面的负面影响将会较小。
在图5和图6中示出了本发明的另一实施例,其中涂抹工具210被示出具有延伸大约该工具主体214长度的两个镘刀。镘刀220包括类似于先前实施例的轮廓以将钻屑粒子和滤饼压入到井筒的壁内。利用两个镘刀220,预期更多的压力将施加到滤饼上。还应当理解的是,三个、四个和更多的镘刀可安装于涂抹工具的下面的主体上。还应看出,镘刀220为直的,而不是螺旋型的,这种镘刀应更易于构造。
在图7和图8中示出了第四实施例,其中涂抹工具310被示出具有全护套镘刀320。护套完全地环绕着涂抹工具310的主体,其中全护套镘刀320的直径大约为钻头或钻柱上其它工具的直径。没有前表面,但全护套镘刀320的上边缘325和下边缘325优选地向内成角度以当该工具沿着井眼上下移动时使得井筒壁有某些起伏。在图8中所示的第一实施例中,全护套镘刀为附连到主体314上的实心质量体。这是相当简单的,但可能相当重。
在图9中示出涂抹工具410的第五实施例,尽管其看起来将会相对地不好区别于图7中所示的第四实施例。因而,在图9中,径向肋状物将镘刀420连接到主体414。与第四实施例相比,中空镘刀具有减小的材料体积,且重量以及可能成本将会更小。图9中的实施例预期以等效于图8的实施例的方式操作。
在图10中,涂抹工具510的第六实施例类似于第五实施例,除了中空镘刀520由弹簧529安装到主体514上。因而,虽然这种较大镘刀520能接触很多井筒壁,对于其中钻杆可在井筒内来回移动的斜井而言,其具有显著较高的灵活性。
在图11和图12中,示出了涂抹工具610的第七实施例,涂抹工具610具有较大主体和辊式镘刀620。三个辊式镘刀被示出绕主体614均匀地间隔开,但可安装更多或更少的辊式镘刀620。该主体包括凹部以接纳辊式镘刀620且利用支座使之在轴线620a上旋转,当辊式镘刀实现与井筒壁的接触时所述辊式镘刀可在支座上自由旋转。辊式镘刀620具有大体上平滑的周边,其沿着井筒的内壁滚动以将LCM和钻屑涂抹到墙壁上、而不会割划所述壁。
涂抹工具的这些各种实施例将会优选地安装于钻井组件中,优选地井底孔组件,以使得涂抹工具尽量可行地靠近钻头。这是合乎需要的,因为不只是当涂抹工具到达地层时得到涂抹工具的益处。涂抹工具在钻井组件中向后越远,则在地层被涂抹和加强之前的时间久越久。可必需在钻柱中将多个涂抹工具周期性地间隔开。如上文所指出的那样,需要的是涂抹工具直径与井筒直径的比例大于0.75。
在一次旋转期间,有时还需要的是,涂抹工具将会接触井眼圆周的整个360度。如果不这样,那么某些井筒仍将较弱,未被涂抹到。希望(但并非至关重要的)涂抹工具将不会影响到井底孔组件的和钻井组件的方向性质。如果涂抹工具接近完全尺度(full gage)且为刚性的,其将会像稳定器那样作用,这将会阻碍到钻井操作的其它方面的进程。
还希望涂抹工具将钻屑和所添加的LCM猛撞到井筒壁内,而不只是将现有滤饼和泥浆固体猛撞到井筒壁内。所以所述涂抹工具被设计成用以在工具与井筒之间导向泥浆和钻屑的流动。将钻屑涂抹到壁内对于封堵自然或引起的裂缝或孔洞而言是很重要的。
就大部分情况而言,这些涂抹工具的直径将优选地不具有完全尺度。通常,优选的直径范围将会在井眼直径(类似于套管或衬管外径)的从约75%至约95%的范围。应认识到在某些地层中,可需要涂抹工具很接近井眼直径或在井眼直径处。
实例:
在阿拉斯加的Kuparak和Tarn油田中的若干井和在科罗拉多西部的Piceance油田中的两个井中对本发明进行测试。使用套管钻井或有时被称作随钻套管(CwD)来钻进每个井。在Piceance油田中使用CwD的第一井具有13,900桶的显著流体漏失,且即使使用了若干类型的常规LCM,从未实现涂抹效果。在Piceance油田中使用CwD的第二井使用了特殊的LCM共混物且具有仅6500桶的流体漏失,来自下文示出的这个井的数据表明了本发明的效果。
具有一般LCM共混物的CwD | 具有特殊LCM共混物的CwD | |
流失速率 | >100 bph(桶/小时) | 0 bph |
回收百分比 | 58% | 100% |
LCM粒度分布 | 250-2000 微米 | 75-2000微米 |
LCM浓度 | 1.5 lb/bbl | 2.5 lb/bbl |
在Piceance油田中使用具有特殊LCM共混物的CwD的第三井具有仅3700桶的流体漏失。与使用常规LCM的第一井中的13,900桶的流体漏失相比,其为73%的流体漏失减小。
涂抹效果的另一量度为井筒在断裂和造成流体漏失之前会耐受的最大压力的增加。这个最大压力通常以每加仑多少磅的等效密度来表达,且通过在地面处、在液柱上施加压力来测量。等效密度越高,井出现流体漏失的可能性就越小,并且在下套管/加套管和下套管后固井之前所述井可被加深的长度就越长。
最后,本发明的保护范围并不由上文给出的描述加以限制,而是仅受到下文的权利要求所限制。本发明的该范围预期包括权利要求的主题的所有等效物。每一个权利要求被合并于本说明书中作为本发明的实施例。因而,权利要求为描述的部分,且为进一步描述并且作为本发明的优选实施例的补充。任何引用的讨论并不认为其构成本发明的现有技术,特别地是,可具有在本申请的优先权日之后的公开日期的任何引用。
Claims (26)
1.一种利用在钻柱端部上的钻头以钻井液的最小漏失和最少套管操作用于钻进井筒的方法,其中所述方法包括:
a)提供具有颗粒堵漏材料的钻井液,其中所述堵漏材料包括用于实现增强的涂抹裂缝封堵的粒子,其中所述粒子具有从约100微米至约1500微米的粒度分布,且具有在粒度分布的整个范围的大量粒子,且另外其中所述堵漏材料的粒子在钻井液中在从每桶至少0.5磅直到每桶15磅的范围中随着钻井液流动、且也在井筒外围处的任何漏失区域处形成封堵物、且在这样的漏失区域处形成滤饼、并且阻挡或减小从井筒到漏失区域内的流体流动;
b)提供钻柱,其具有沿着钻柱的周边的一部分的至少一个涂抹部段以将堵漏材料的滤饼涂抹到漏失区域内,且将堵漏材料压缩为更牢固的封堵物以增强堵漏材料在漏失区域处的性能,其中涂抹部段具有涂抹表面,其具有的有效直径为井筒直径至少约75%,且当所述钻柱旋转时涂抹所述井筒的壁;以及
c)使所述钻柱旋转以将所述井筒进一步钻入到地下,且使涂抹部段转动,从而使得所述涂抹表面沿着所述井筒的内表面涂抹、且特别地将所述堵漏材料压为更致密的粒子的质量体的封堵物、并且调节所述漏失区域以减轻井漏、卡钻和剥落。
2.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述涂抹部段包括套管钻井布置中的套管或者在衬管钻井布置中的衬管。
3.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述涂抹部段包括一种安装到在常规钻井布置中的钻杆的一部段上或者钻杆的两部段之间的工具。
4.根据权利要求3所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,安装到钻杆的一部段上或者钻杆的两部段之间的工具包括一种螺旋镘刀,螺旋镘刀布置成具有前表面和主涂抹表面,其中,所述前表面俘获所述粒子,且所述主涂抹表面将所述粒子压成更致密的粒子的质量体。
5.根据权利要求3所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,安装到钻杆的一部段上或者钻杆的两部段之间的工具包括绕所述工具而相等地间隔开的至少两个相对平直的镘刀,其中每个镘刀布置成具有前边缘和主涂抹表面,其中所述前表面俘获所述粒子,且所述主涂抹表面将所述粒子压为更致密的粒子的质量体。
6.根据权利要求3所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,安装于钻杆的一部段上或者钻杆的两部段之间的工具包括一种螺旋镘刀,所述螺旋镘刀包括通过弹簧加载的附连而安装到接头的相对侧上的镘刀部段以在操作中在径向挠曲,且其中每个镘刀部段包括前表面和主涂抹表面,其中所述前表面俘获所述粒子,且当所述钻柱旋转时所述主涂抹表面将所述粒子压到所述井筒上。
7.根据权利要求3所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,安装到钻杆的一部段上或者钻杆的两部段之间的工具包括一种全环绕镘刀,其中当所述钻柱旋转时,所述全环绕镘刀的周围表面将所述粒子压到所述井筒上。
8.根据权利要求7所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述全环绕镘刀具有在其上端和下端处的锥形表面。
9.根据权利要求7所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述全环绕镘刀用弹簧安装以相对于所述钻柱发生挠曲。
10.根据权利要求9所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述全环绕镘刀具有在其上端和下端处的锥形表面。
11.根据权利要求7所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述全环绕镘刀为具有径向肋状物的更轻重量的中空杆。
12.根据权利要求3所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述工具包括一个或多个辊式镘刀,所述辊式镘刀布置成当所述钻柱旋转时将所述粒子压到所述井筒上。
13.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,其还包括以下步骤:添加包括粒度分布在170目至5目之间的磨碎的坚果壳的堵漏材料。
14.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述堵漏材料包括下列组合:约三分之一的具有约600微米d50的精细磨碎坚果壳;约三分之一的具有约1500微米d50的中等磨碎坚果壳;以及,三分之一的具有250微米 d50 的粗磨碎碳酸钙250或类似粒度的磨碎的坚果壳。
15.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述堵漏材料包括选自下列的组中的材料:磨碎的坚果壳、碳酸钙、石墨、焦炭、碳、硫、塑料、树脂、沙、粉碎的岩石、金属粒子、陶瓷粒子、玻璃珠、膨胀珍珠岩粒子、硬橡胶化合物粒子、尿烷粒子、粉碎的水泥、碎煤和一个或多个这样的材料的组合。
16.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在75微米与1500微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
17.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在50微米与1500微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
18.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在75微米与2000微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
19.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在50微米与2000微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
20.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在75微米与2500微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
21.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在50微米与2500微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
22.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在100微米与3000微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
23.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在100微米与4000微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
24.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,粒度分布在75微米与3000微米之间,且具有在整个范围的大量粒子。
25.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述堵漏材料的粒子以小于每桶八磅存在于所述钻井液中。
26.根据权利要求1所述的用于钻进井筒的方法,其特征在于,所述堵漏材料粒子以小于每桶五磅存在于所述钻井液中。
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