CN104481494A - 一种修治岩盐卤井的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种修治岩盐卤井的方法，它包括提管、打捞油管、清井、开窗侧钻井眼和油管下井工序，在所述开窗侧钻井眼和油管下井工序中，使用螺杆钻具连接下入岩盐卤井的油管，由螺杆钻具带动油管下至设计井深，然后对油管进行定深射孔完成卤井修治。本发明方法创造性的使用螺杆钻具带动下油管井下作业，有效避免了铣磨钻具事故的发生，克服了修治井溶腔堆积物对下油管作业的影响，提高了卤井修治的成功率，并通过井下定深射孔作业打通出卤通道，满足卤井出水量及咸量的要求。

Description

一种修治岩盐卤井的方法

技术领域

本发明涉及一种修治岩盐卤井的方法，属于岩盐类钻井水溶开采修治井技术领域。

背景技术

水溶开采矿山岩盐卤井过程中，随着岩盐开采量的增加，溶腔半径增大，溶腔顶板岩层跨距达到一定值后，围岩应力超过了岩石的临界破坏应力而发生位移，从而导致溶腔顶板垮塌，引起卤井套管、油管的严重变形、破裂或折断，使卤井丧失生产能力，若要恢复卤井生产能力，需对卤井进行修治。卤井大修施工的一般程序包括提管、打捞油管、清井、开窗侧钻井眼和油管下井，在开窗侧钻井眼工序中普遍使用转盘钻井机进行钻孔，但是由于卤井岩盐顶板垮塌严重，溶腔内大颗粒松散堆积物增多，钻具带动钻头旋转钻进铣磨困难，井下堆积颗粒回填速度快，卡钻频繁，侧钻井眼无法达到设计井深，最终导致无法将生产油管下入到设计井深，恢复生产后产卤浓度达不到要求。

发明内容

本发明的目的就在于针对现有生产技术的不足，提供一种修治岩盐卤井的方法，它能有效克服井下溶腔松散堆积物对开窗侧钻井眼的影响，使生产油管能下入到设计井深，提高卤井修治的成功率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种修治岩盐卤井的方法，包括提管、打捞油管、清井、开窗侧钻井眼和油管下井工序，其特征在于：所述开窗侧钻井眼和油管下井工序中，使用螺杆钻具连接下入岩盐卤井的油管，根据修治井作业的油管口径大小选择型号匹配的螺杆钻具，由螺杆钻具带动油管下至设计井深，然后对油管进行定深射孔完成卤井修治。

所述的油管定深射孔采用电缆下油管射孔枪至油管内，利用岩盐顶板部的油管短节进行射孔深度定位，电雷管引爆射孔枪在油管本体上完成射孔。

进一步的，本发明中所用螺杆钻具为直螺杆钻具。 

由于螺杆钻具只需钻通盐层带油管入井，对于螺杆钻具的性能要求不高，并且螺杆钻具为一次性使用，螺杆钻具和钻头钻入溶腔内盐层底板后不再取出，从节约经济成本观点出发，所述的螺杆钻具可采用旧螺杆钻具。

螺杆钻具是一种以钻井液（泥浆、清水）为动力，把液体动力能转为机械能的容积式井下动力钻具。当泥浆泵泵出的泥浆流经旁通阀进入马达，在马达的进出口形成一定的压力差，推动转子绕定子的轴线旋转，并将转速和扭矩通过万向轴和传动轴传递给钻头，从而实现钻井作业。

如背景技术所述，卤井在发生多次顶板垮塌事故后，顶板以上一定厚度的岩层结构被破坏，垮塌层中形成很多裂，导致在放压修井开窗侧钻时的岩层排出随侧钻次数的增加趋于困难，当侧钻到垮塌层时，洗井液到井底后在压差的作用下渗入裂隙降低了其在环空的流量和压力，使钻屑不能完全返出，滞留井内，并随着井眼的加深，沉沙逐渐增多，给继续钻进带来困难。有的井沉沙多达10米高，难以加入钻杆单根，只有快速加入钻钻杆短节方能开泵循环继续钻进，出现这种情况时所采取以下措施减少井内沉沙：

（1）在有条件情况下，适当增加洗井液排量。

（2）反复提钻划眼，将沉沙磨细，使之一部分进入井壁裂隙，一部分返至地面。

（3）如果采取以上措施仍难以减少沉沙，并且连钻杆短节都无法加入时，可采捞沙方法减少沉沙。

使用常规钻井设备和修治井手段采取以上措施若无法有效解决沉沙问题，油管将无法下入到设计井深，导致修治井作业失败。而井下螺杆钻具是一种以液体为动力，把液体的压力能转化为机械能的井下动力工具。当动力液进入液压马达，在液压马达的进出口产生一定的压差，推动液压马达的转子绕定子轴线做行星运动，提供给钻头转速和扭矩，实现带动油管井下作业，而不需要钻杆转动。因此，本发明使用螺杆钻具下油管就立竿见影地克服了沉沙回填井眼的技术难题。

而当螺杆钻具带动下油管到设计井深后，螺杆钻具和钻头钻入溶腔内盐层底板，油管在设计井深位置处于封闭状态，并无出卤通道，本发明采用射孔技术打通出卤通道，满足卤井出水量及咸量的要求。在目前的岩盐钻井水溶开采的矿区一般采用电缆射孔，该技术在下完井生产油管后，用电缆下入油管射孔枪，利用岩盐顶板部的油管短节，进行射孔深度定位，用电雷管引爆射孔枪，在油管本体造成有效数量、孔径的眼孔，完成油管射孔。

综上所述，本发明方法创造性的使用螺杆钻具带动下油管井下作业，有效避免了铣磨钻具事故的发生，克服了修治井溶腔堆积物对下油管作业的影响，并通过井下定深射孔作业打通出卤通道，满足卤井出水量及咸量的要求。

本发明方法具有工艺技术成熟可靠、使用简便、效率高及便于推广使用的特点，在实现修治井油管按要求下入设计井深的同时，还解决了岩盐钻井水溶开采卤井修治后的出卤通道及量能的问题。该技术成果的应用对于岩盐顶板垮塌严重、井下沉砂及堆积物多的大面积连通采区井腔修治井工程具有立竿见影的效果，不仅可以有效避免铣磨钻具事故的发生，而且可以有效缩短修治井工期，从而节约修治井费用支出。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。

本发明方法具体实施方式为：

（一）资料收集

对项目实施矿山进行相关技术资料的收集查询，包括采区地质情况、钻井及修治井资料，还有采区的开采方式、生产现状、管串结构等资料，特别需对生产浓度及溶腔内“成层”进行收集、整理、分析。通过上述资料的收集，计算确定射孔位置，为项目实施提供理论支撑。

（二）确定实施方案

根据修治井的实际情况制订《螺杆钻井及射孔方案》：根据修治井作业的油管口径大小选择型号匹配的直螺杆钻具，确定螺杆钻进的相关控制参数；根据所需出水表面积确定射孔数量、大小，制定射孔工艺及相关步骤：测井→施工设计→室内准备工作→现场施工步骤。

下面以修治长山盐矿罗146井为例说明：

1、卤井基本情况

罗146井是四川盐业地质钻井大队于2002年4月13日完井的一眼大面积连通采区补救井，完钻井深：914.64m，后期完井。该井在下7″技术套管注水泥封固封隔器以上的套管时，由于封隔器座封失败，被迫采取套管反注水泥（从井口环空往下注入）固井。固井候凝后钻水泥塞及封隔器内芯时，因措施不当导致分级注水泥器与上部套管脱扣，并有轻度错拉，下部159.83m套管柱下滑1.603m，针对此情况又采取注水泥封固脱扣套管段的补救措施完井。

该井于同年4月13日投产，至2004年5月7日发生井下事故，咸量突降至60g/L，失去生产能力。长山盐矿于2004年6月15日至7月3日对该井进行了修治，使之恢复了生产。2012年5月8日该井发生卤咸突降事故，失去生产能力。

2、卤井地质情况

区内地表出露地层自东向西（由老到新），为侏罗系中一下统自流井群三段至五段，自流井群二段仅于长由附近的沟谷零星出露，中统沙溪庙组下亚组地层，仅在区内西北角出露，第四系（Q）沿河谷分布。钻井揭露地层：开孔层位为自流井群三段至五段，终孔层位为三叠系中统雷口坡组第三段中下部。自上至下为侏罗系中一下统自流井群、三叠系上统须家河组、中统雷口坡组。详见下表：区内地层简表。

3、卤井钻修井分析

3.1罗146井岩盐顶板垮塌严重，该井在修治井过程中遇到的溶腔堆积物主要有顶板岩层的垮塌物、岩盐中的不溶物，下钻铣磨过程中砂面划眼困难，大颗粒松散堆积物回填快导致无法加钻杆短节。

3.2 现有60吨修井钻机及钻具较为陈旧，无法胜任大力提拉井下钻具的任务，采用成本适宜的钻井新设备将有助于修治井的进行。

4、项目应用施工情况

4.1 罗146井修治采用60吨修井机，试提油管，在38吨范围內反复活动油管未提动。采用倒扣方式成功倒出油管829.66 m。采用倒扣捞矛倒出油管25.34 m。共起出油管855 m。铣磨至井深877.5 m，发生第一次钻具事故。1号钻铤从2号钻铤公扣处断，然后成功打捞出1号钻铤。铣磨至井深889.32 m，发生第二次钻具事故。1号钻杆本体折断，落鱼长度为Φ88.9*18.65 m，打捞井深870.67 m，打捞出钻杆本体一节长2.7 m。落鱼长88.9*15.95 m。打捞井深873.37 m。再次打捞，下钻到井深870.32 m遇阻，旋转无法通过。钻到井深869.52—873.57m处遇阻,进尺缓慢；铣磨到井深912.71m。下探砂面在897m，划眼困难，砂颗粒回填速度非常快，无法加钻杆短节。146井修治井将面临工期延长，甚至导致油管无法下到设计井深。

4.2 捞砂不成功，决定用螺杆钻具下油管，使用水力压裂车提供动力输出。第一次下油管及起油管，下至井深906.98 m (螺杆钻具长Φ121*6 m，油管4??"+5"=900.98 m) 时，由于管线爆裂和螺杆钻具出问题未下设计井深。起出油管及螺杆钻具，维修螺杆钻具。

4.3第二次下油管,水力压裂车作业压力输出保持在6MPa，使螺杆钻具顺利下油管到设计井深。

井内钻具和管串组合为：螺杆钻具Φ121*6 m +Φ114.3油管+Φ114.3变Φ127油管接头0.23m +Φ127油管+Φ127油管短节

注：螺杆钻具已钻入盐层底板。

4.4  对罗146井进行井下油管定深射孔作业，在井深906-907 m处射孔，共计43孔（孔径10mm）。本次射孔作业解决了罗146井井下出水通道，使罗146井具备了恢复出卤生产能力的条件。

4.5  罗146井修治后的井身数据如下所示：

（1）盐层顶板：897.04m；

（2）盐层底板：912.64m；

（3）盐层厚度：15.6m；

（4）修治铣磨完钻井深：913.008m；

（5）油管：41/2″+5″=907.008m；

（6）螺杆钻具：6 m；

（7）油管进入盐层：9.618 m；

（8）油管挂距地高度：0.35m。

4.6 安装好井口装置，经现场试产，开罗146井油管出水，取样化验出卤咸量达到314g/L。

4.7 目前罗146井生产状况良好，小时流量达50—55m3/h，出卤咸量308g/L。

5、经济效益分析

本发明方法采用螺杆钻进和定深射孔技术解决了油管下不到设计井深的难题，将长山盐矿罗146井成功修治，其卤水生产浓度控制在308 g/L左右，按采卤量50 m³/h左右，每天生产24h，每年生产时间330天。每年可新增产卤折盐：年产能G=50×3.00÷10.36×24×330＝11.47万吨，实现年产值：P产＝11.47万吨×300元/吨＝3441万元。

Claims (4)

1.一种修治岩盐卤井的方法，包括提管、打捞油管、清井、开窗侧钻井眼和油管下井工序，其特征在于：所述开窗侧钻井眼和油管下井工序中，使用螺杆钻具连接下入岩盐卤井的油管，由螺杆钻具带动油管下至设计井深，然后对油管进行定深射孔完成卤井修治。

2.根据权利要求1所述的一种修治岩盐卤井的方法，其特征在于：所述的螺杆钻具为直螺杆钻具。

3.根据权利要求1或2所述的一种修治岩盐卤井的方法，其特征在于：所述的螺杆钻具采用旧螺杆钻具。

4.根据权利要求1所述的一种修治岩盐卤井的方法，其特征在于：所述的油管定深射孔采用电缆下油管射孔枪至油管内，利用岩盐顶板部的油管短节进行射孔深度定位，电雷管引爆射孔枪在油管本体上完成射孔。