CN103015945B

CN103015945B - 提高地层承压能力的工艺

Info

Publication number: CN103015945B
Application number: CN201210520794.5A
Authority: CN
Inventors: 李德波; 张红新; 胡祖彪; 王清臣; 陈廷廷
Original assignee: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN103015945A

Abstract

本发明公开了一种提高地层承压能力的工艺，包括如下步骤：a、按照区块取心得到的地层裂缝数据，得出地层孔隙大小，根据地层孔隙大小用凝胶和相应尺寸的堵漏颗粒配制堵漏浆；b、将配制好的堵漏浆泵入井筒，充满井筒后，关闭封井器；c、继续向井筒中泵入堵漏浆，使井筒中的堵漏浆挤入地层中；d、刚性堵漏颗粒在地层孔隙处架桥建立骨架，柔性堵漏颗粒在刚性堵漏颗粒间填充堵实，尽量填充近井筒地层的孔隙，使得封井器套压值不断提升，从而提高地层承压能力。本发明提前对地层进行承压堵漏，通过区块取心得到的地层裂缝数据，钻进时用和地层孔隙度相当的化学凝胶、惰性和柔性堵漏颗粒对地层进行封堵，人为提高地层的承压能力，防止后期施工钻井液密度升高压漏地层，保证钻井施工的顺利进行。

Description

提高地层承压能力的工艺

技术领域

本发明涉及一种提高地层承压能力的工艺，属于钻井施工技术领域，可用于油田弱承压区块的钻井施工。

背景技术

现有技术中，油田部分区块地层承压能力弱，钻井液密度超过1.05g/cm³易发生漏失，原有技术通常是在井漏发生后才进行堵漏，例如，中国专利号“201010502689.X”公开了一种钻井用逐次复合法堵漏方法，公开日为2012年05月02日，所述的方法是将两种或两种以上不同组分、不同性质的堵漏液分比例、分先后逐次送入井下漏层进行堵漏，包括如下堵漏步骤：(1)堵漏液的配制分别在不同的容器中配制1—n号不同的堵漏液，并将各个容器出水口管线与固井水泥泵或泥浆泵连接；(2)依次用固井水泥泵或泥浆泵分别将1—n号堵漏液按比例泵入钻具内，使得钻具内由下至上分别为1—n号堵漏浆；(3)启动泥浆泵将上述1—n号堵漏液通过钻具内孔送至漏层；(4)停止泥浆泵，失去外力的推动后，1号堵漏液由于自身特性，能够在漏失通道滞流，形成封隔层；同时1号后面的堵漏液将1号堵漏液尚未封堵的缝、孔进行有效地填充，复合形成堵漏石；(5)停止泥浆泵，侯凝24小时，使堵漏石更加致密、并形成高强度堵漏石。但现有技术中的堵漏是在井漏发生后才进行堵漏，存在的主要问题在于不仅耽误生产，还增加堵漏的难度。

为了解决上述问题，《钻井液与完井液》2009年第02期公开了“提高地层承压能力技术”，《钻井液与完井液》2011年05期公开了“提高地层承压能力研究新进展”，这些技术虽然是在井漏发生前进行提高地层承压能力，但还存在如下不足：一、理论算出的地层裂缝开度较实际相差较大，按照计算所得数据进行堵漏时堵漏成功率很低；二、仅靠纯粹的惰性堵漏剂配制堵漏浆，惰性堵漏剂进入裂缝后无法很好地胶结，分散性强，在地层孔隙中留不住，提高地层承压能力有限，堵漏成功率低，后期施工时漏失易反复。

发明内容

本发明的目的在于克服现有提高地层承压能力技术存在的上述问题，提供一种提高地层承压能力的工艺，本发明提前对地层进行承压堵漏，通过区块取心得到的地层裂缝数据，钻进时用和地层孔隙度相当的化学凝胶、惰性和柔性堵漏颗粒对地层进行封堵，人为提高地层的承压能力，防止后期施工钻井液密度升高压漏地层，保证钻井施工的顺利进行。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种提高地层承压能力的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

a、按照区块探井取心得到的地层孔隙大小的数据，得出本井的地层孔隙大小数据，根据地层孔隙大小用凝胶和相应尺寸的堵漏颗粒配制堵漏浆；

b、将配制好的堵漏浆泵入井筒，充满井筒后，关闭封井器；

c、继续向井筒中泵入堵漏浆，使井筒中的堵漏浆挤入地层中；

d、刚性堵漏颗粒在地层孔隙处架桥建立骨架，柔性堵漏颗粒在刚性堵漏颗粒间填充堵实，尽量填充近井筒的地层孔隙，使得封井器套压值不断提升，从而提高地层承压能力。

所述a步骤中，通过如下经验公式得出地层孔隙大小：

S=A*（H₁/H₂）*v，

式中，A为区块探井所取得漏层岩心的孔隙大小尺寸，mm；H₁为区块探井所取得漏层岩心孔隙所处的井深，m；H₂为该井承压堵漏井深，m；v为经验附加系数，井深0-1000米为0.75-0.9，井深1000-2000米为0.85-1.05，井深2000米以上为0.95-1.15，无量纲。

所述a步骤中，按照井筒体积1.5—2.5倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下质量百分比例配制：1-5%凝胶，0-5%聚丙烯酰胺， 5-20%刚性堵漏颗粒，20-30%柔性堵漏颗粒，余量为水。

所述的刚性堵漏颗粒是指坚果壳、砂石类材料，尺寸0.5cm-5cm，柔性堵漏颗粒是指塑料片、云母类材料，尺寸0.1cm-2cm。

所述c步骤中，以8—12 L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆。

所述a—d步骤中，在配浆罐中配制堵漏浆，将配制好的堵漏浆通过钻井泵、三个凡尔、地面管汇和钻杆泵入井筒，关闭封井器后，摘掉两个凡尔，保留一个凡尔向井筒中泵入堵漏浆。

采用本发明的优点在于：

一、本发明中，与《钻井液与完井液》2009年第02期公开的“提高地层承压能力技术”相比，本发明地层孔隙大小按照同区块取心得出的裂缝数据得出，由于取心井距离施工井距离近，裂缝开度参考性强，推测出的施工井地层裂缝开度较理论计算出的更精确，更能确定堵漏颗粒的尺寸大小，从而提高堵漏成功率。

二、本发明中堵漏浆按照如下质量百分比例配制：1-5%凝胶，0-5%聚丙烯酰胺， 5-20%刚性堵漏颗粒，20-30%柔性堵漏颗粒，余量为水，配制的堵漏浆不仅包括惰性的堵漏颗粒，还包含了化学处理剂，能够提高堵漏浆的胶结能力，使堵漏浆进入地层孔隙后形成一个统一的整体，使堵漏浆能进快速进入地层孔隙中，且能停留在地层孔隙中填充地地层孔隙，提高堵漏成功率。

三、本发明中，将配制好的堵漏浆泵入井筒，充满井筒后，使堵漏浆返出地面，关闭封井器，与上述对比文献相比，具有的优点为封堵井段更长，封堵地层孔隙更多，提高地层承压能力越大。

四、本发明中，用单凡尔以8—12 L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆，使井筒中的堵漏浆挤入地层中，不仅便于将井筒中的堵漏浆挤入地层，并且使套压不高于地层破裂压力；与上述对比文献相比，本发明在施工过程中有效地降低憋漏地层，施工复杂的风险减小，提高了施工的安全性。

五、本发明中，a—d步骤的结合，与上述对比文献相比，具有的优点为不仅能够明确地层孔隙大小、增加堵漏浆堵漏能力、提高地层承压能力，还能降施工中低憋漏地层的风险，从而提高施工成功率。

六、本发明中，堵漏浆采用化学凝胶处理剂、刚性堵漏颗粒和柔性堵漏颗粒配制，与上述对比文献相比，具有的优点提高了堵漏浆的胶结能力，使堵漏浆进入地层裂缝后形成一个统一的整体，提高堵漏成功率。

附图说明

图1为本发明涉及到的设备结构示意图

图中标记为：1、井筒，2、地层孔隙，3、刚性堵漏颗粒，4、柔性堵漏颗粒，5、钻杆，6、封井器，7、地面管汇，8、配浆罐，9、凡尔，10钻井泵。

具体实施方式

实施例1

a、按照区块探井取心得到的地层孔隙大小的数据，得出本井的地层孔隙2大小数据，根据地层孔隙2大小用凝胶和相应尺寸的堵漏颗粒配制堵漏浆；

b、将配制好的堵漏浆泵入井筒1，充满井筒1后，关闭封井器6；

c、继续向井筒1中泵入堵漏浆，使井筒1中的堵漏浆挤入地层中；

d、刚性堵漏颗粒3在地层孔隙2处架桥建立骨架，柔性堵漏颗粒4在刚性堵漏颗粒3间填充堵实，尽量填充近井筒1的地层孔隙2，使得封井器套压值不断提升，从而提高地层承压能力。

所述a步骤中，通过如下经验公式得出地层孔隙大小：

S=A*（H₁/H₂）*v，

所述a步骤中，按照井筒体积1.5倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下质量百分比例配制：5%凝胶， 5%聚丙烯酰胺，20%刚性堵漏颗粒，30%柔性堵漏颗粒，余量为水。本发明中选用的凝胶为现有技术中用于钻井领域的凝胶均可，为现有市售产品。

本发明中，所述的刚性堵漏颗粒是指坚果壳，尺寸5cm，柔性堵漏颗粒是指塑料片，尺寸2cm。但并不局限于这些，性质相同的现有材料均可以。

所述c步骤中，单凡尔以12 L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆。

所述a—d步骤中，在配浆罐8中配制堵漏浆，将配制好的堵漏浆通过钻井泵10、三个凡尔9、地面管汇7和钻杆5泵入井筒，关闭封井器后，摘掉两个凡尔，保留一个凡尔向井筒中泵入堵漏浆。

实施例2

本实施例与上述实施例基本相同，主要区别在于：

所述a步骤中，按照井筒体积2.5倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下质量百分比例配制：1%凝胶，3%聚丙烯酰胺， 5%刚性堵漏颗粒，20%柔性堵漏颗粒，余量为水。

本发明中，所述的刚性堵漏颗粒是指砂石类材料，尺寸0.5cm，柔性堵漏颗粒是指云母类材料，尺寸0.1cm。

所述c步骤中，单凡尔以8L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆。

实施例3

本实施例与上述实施例基本相同，主要区别在于：

所述a步骤中，按照井筒体积1倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下质量百分比例配制：3%凝胶，10%刚性堵漏颗粒，25%柔性堵漏颗粒，余量为水。

所述的刚性堵漏颗粒是指坚果壳，尺寸2cm，柔性堵漏颗粒是指云母类材料，尺寸1cm。

所述c步骤中，单凡尔以10L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆。

实施例4

本发明具体步骤如下

1）按照区块取心得到的地层裂缝数据，推算出地层孔隙2大小，在地面用凝胶和相应尺寸的堵漏颗粒配制堵漏浆，按照井筒体积2倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下比例配制：3-5%凝胶，0-5%聚丙烯酰胺（PAM），5-20%刚性堵漏颗粒+20-30%柔性堵漏颗粒，余量为水；

2）将配制好的堵漏浆泵入井筒，充满井筒，并使堵漏浆返出地面后，关闭封井器；

3）摘掉钻井泵10两个凡尔9，留下一个凡尔9；

4）用单凡尔9以10L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆，使井筒中的堵漏浆挤入地层中；

5）刚性堵漏颗粒3在地层孔隙2处架桥建立骨架，柔性堵漏颗粒4在刚性堵漏颗粒3间填充堵实，尽量填充近井筒地层的孔隙，使得封井器套压值不断提升，从而人为提高地层承压能力，达到提高地层压力到需要的承压能力为止。

采用本发明需要注意的是：

1）本方法应在发生漏失前，对易漏失井段施工；

2）加入的堵漏颗粒一定要和地层孔隙尺寸相匹配；

3）向地层挤堵漏浆时，建议拆掉钻井泵的两个凡尔，只留一个凡尔；

4）向地层挤堵漏浆时，注意观察套压表，套压不得高于地层破裂压力；

5）如果井下安全情况较差，挤堵漏浆前应将钻杆起至安全井段。

Claims

1.一种提高地层承压能力的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

b、将配制好的堵漏浆泵入井筒，充满井筒后，关闭封井器；

d、刚性堵漏颗粒在地层孔隙处架桥建立骨架，柔性堵漏颗粒在刚性堵漏颗粒间填充堵实，填充近井筒的地层孔隙，使得封井器套压值不断提升，从而提高地层承压能力。

2.根据权利要求1所述的提高地层承压能力的工艺，其特征在于：所述a步骤中，通过如下公式得出地层孔隙大小：

S=A*（H₁/H₂）*v，

式中，A为区块探井所取得漏层岩心的孔隙大小尺寸；H₁为区块探井所取得漏层岩心孔隙所处的井深；H₂为该井承压堵漏井深；v为附加系数，井深0-1000米为0.75-0.9，井深1000-2000米为0.85-1.05，井深2000米以上为0.95-1.15。

3.根据权利要求1所述的提高地层承压能力的工艺，其特征在于：所述a步骤中，按照井筒体积1.5—2.5倍的关系配制堵漏浆，堵漏浆按照如下质量百分比例配制：1-5%凝胶，0-5%聚丙烯酰胺， 5-20%刚性堵漏颗粒，20-30%柔性堵漏颗粒，余量为水。

4.根据权利要求1、2或3所述的提高地层承压能力的工艺，其特征在于：所述的刚性堵漏颗粒是指坚果壳、砂石类材料，尺寸0.5cm-5cm，柔性堵漏颗粒是指塑料片、云母类材料，尺寸0.1cm-2cm。

5.根据权利要求4所述的提高地层承压能力的工艺，其特征在于：所述c步骤中，以8—12 L/S的排量向井筒中泵入堵漏浆。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的提高地层承压能力的工艺，其特征在于：所述a—d步骤中，在配浆罐中配制堵漏浆，将配制好的堵漏浆通过钻井泵、三个凡尔、地面管汇和钻杆泵入井筒，关闭封井器后，摘掉两个凡尔，保留一个凡尔向井筒中泵入堵漏浆。