CN104564082A - 一种石油钻井井壁加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种石油钻井井壁加固方法，采用双管路注入工艺：首先下光钻杆到实施井段上部，根据井眼容积大小从钻杆中注入纯碱水溶液做为隔离液，然后泵入处理后的马丽散树脂，利用钻井液将处理后的马丽散树脂顶替至实施井段；其二，关闭封井器，从井内环形空间挤入纯碱水溶液做为隔离液，然后从环形空间挤入与处理后的马丽散树脂相同体积的马丽散催化剂至实施井段，与处理后的马丽散树脂混合后反应形成马丽散固化物，对实施井段进行有效封堵，然后上提钻具起钻。该方法利用高强度封固材料，加固空气钻井所钻井壁，提高地层承压能力，减少井壁失稳发生的可能性，拓宽钻井液安全密度窗口，提高多压力层系复杂地层的勘探开发的效益和速度。

Description

一种石油钻井井壁加固方法

技术领域

本发明涉及石油钻井加固钻井井壁技术领域，具体是一种石油钻井井壁加固方法。

背景技术

　井壁稳定问题是石油勘探开发工程中经常遇到的一个十分复杂的难题。随着勘探开发领域的不断扩展，地层条件变得更复杂，井壁不稳定经常成为当前实现勘探开发目的的障碍，既影响了钻井速度与测井、固井质量，又影响了后期石油开采，甚至还可能使部分地区无法钻达目的层，影响勘探目的实现。因此，井壁稳定研究对油田的勘探开发来说意义重大，为了应对井壁不稳定问题，多年来国内外许多研究人员一直致力于井壁稳定技术的研究。

井壁加固技术就是在钻穿部分不稳定地层后，为保证下一阶段的安全钻进，通过采用特殊的钻井液预处理技术，对已钻的不稳定地层实施封堵加固，使井壁的稳定性能和承压能力明显提高。如江苏油田在实践中摸索了用水泥浆封固复杂井段、加固不稳定地层的新技术，从而实现了安全钻进的目的。又如俄罗斯鞑靼石油科学研究设计院开发了加固泥岩新工艺。该工艺以降低泥岩水化活性为基础，对正在钻井和已经钻开井筒附近区的泥岩地层用季胺水溶液进行处理，例如用可溶于水的阳离子高分子电解质溶液。试验结果证明，新工艺减少了扩径引起的故障，改善了固井质量。

尽管国内外研究人员在井壁稳定方面进行了不懈努力，也取得了较大的发展，但井壁不稳定仍然是当前油田勘探开发工程中普遍存在的一个井下复杂情况。例如在川东北等复杂地层，该地区上部井段为 提高钻速，多采用空气钻井的方式进行，而下部井段又转换成钻井液进行钻井，但由于地层中存在多个压力层系，往往随着钻井液密度的不断提高，上部地层承压能力不够就会引起井壁失稳，造成漏失。传统的处理方法是进行承压堵漏提高上部井段的承压能力，多采用物理封堵的方法进行，即采用纤维和颗粒状封堵材料进行暂堵，提高地层承压能力。但是该方法承压能力较低，对拓宽地层钻井液安全密度窗口的作用有限，往往会随着井深和钻井液密度的不断提高，造成上部井段的多次重复漏失，造成巨大的经济损失，影响钻井速度和勘探效益。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种石油钻井井壁加固方法，利用高强度封固材料加固井壁，提高地层承压能力，减少井壁失稳发生的可能性，拓宽钻井液安全密度窗口，提高多压力层系复杂地层的勘探开发的效益和速度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种石油钻井井壁加固方法是利用施工工艺将处理后的马丽散树脂和马丽散催化剂推挤入井壁中，待其固化后形成马丽散固化物封堵加固井壁。

上述方案中，所述马丽散固化物是一种低粘度，双组分合成高分子--聚亚胺胶脂材料，它由马丽散树脂和马丽散催化剂两种物质按照体积比1：1反应而成，当反应或遇水时产生膨胀，本身反应或发泡生成多元网状密弹性体的特征。在封堵裂隙加固煤岩层时，煤岩层不含水时产品膨胀率也相应变小（膨胀倍数为2～4倍），成品抗压介于25～38Mpa；在遇水后时产生关联反应，发生膨胀，在膨胀压力的作用下产生二次渗压（膨胀倍数为20～25倍），成品抗压介于15～25Mpa。

上述方案中，所述马丽散树脂的处理方法是指在马丽散树脂中加入乙酸、乳酸、油酸中的一种或几种组合物做为缓凝剂。

上述方案中，马丽散树脂和马丽散催化剂均为兖州浩珂伟博矿业工程有限公司生产。

上述方案中，所述马丽散固壁的施工工艺是采用双管路注入工艺：首先下光钻杆到实施井段上部40~50m处，根据井眼容积大小从钻杆中注入0.5~1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后泵入处理后的马丽散树脂，利用钻井液将处理后的马丽散树脂顶替至实施井段；其二，关闭封井器，从井内环形空间挤入0.5~1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后从环形空间挤入与处理后的马丽散树脂相同体积的马丽散催化剂至实施井段，与处理后的马丽散树脂混合后反应形成马丽散固化物，对实施井段进行有效封堵，然后上提钻具起钻。

上述施工工艺中，泵入的马丽散树脂的体积是根据井眼容积大小来进行计算的，保证马丽散树脂能超出需要固化井段的长度上下各10m。

本发明具有如下优点：

①本发明采用的马丽散材料具有很高的强度，在对井壁固化之后，能很大程度上提高地层承压能力，拓宽钻井液安全密度窗口，避免地层因钻井液密度的提高而发生漏失。

②本发明使用的马丽散材料遇水能产生膨胀倍数更大的封固层，因此，在地层出水的情况下，也能很好的完成井壁的加固，克服了常规固化材料遇水失效的不利情况。

具体实施方式

实施例一：

如在钻头直径为215.9mm、钻杆直径为127mm的井眼中，对850~860m的井段进行固化。首先下光钻杆到810m处，从钻杆中注入0.5m³纯碱水溶液做为隔离液，然后泵入处理后的马丽散树脂1.6 m³（可封固830~880m井段），为马丽散树脂及乙酸的混合物，然后利用钻井液将处理后的马丽散树脂顶替至850~860m井段。关闭封井器后，先从环形空间挤入1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后从环形空间挤入同处理后的马丽散树脂相同体积的马丽散催化剂至850~860m井段，与处理后的马丽散树脂混合后反应形成马丽散固化物，对实施井段进行有效封堵，然后上提钻具起钻。最后，待马丽散固化物完全固化即可完成井壁的加固。

实施例二：

如在钻头直径为215.9mm、钻杆直径为127mm的井眼中，对850~860m的井段进行固化。首先下光钻杆到810m处，从钻杆中注入1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后泵入处理后的马丽散树脂1.6 m³（可封固830~880m井段），为马丽散树脂及乳酸的混合物，然后利用钻井液将处理后的马丽散树脂顶替至850~860m井段。关闭封井器后，先从环形空间挤入1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后从环形空间挤入同处理后的马丽散树脂相同体积的马丽散催化剂至850~860m井段，与处理后的马丽散树脂混合后反应形成马丽散固化物，对实施井段进行有效封堵，然后上提钻具起钻。最后，待马丽散固化物完全固化即可完成井壁的加固。

马丽散树脂和马丽散催化剂均有兖州浩珂伟博矿业工程有限公司生产。

Claims (4)

1.一种石油钻井井壁加固方法，其特征是将处理后的马丽散树脂和马丽散催化剂推挤入井壁中，然后待其固化后形成马丽散固化物封堵加固井壁。

2.根据权利要求1所述的石油钻井井壁加固方法，其特征是：所述马丽散树脂的处理方法是指在马丽散树脂中加入乙酸、乳酸、油酸中的一种或几种组合物做为缓凝剂。

3.根据权利要求1或2所述的石油钻井井壁加固方法，其特征是将马丽散推挤入井壁施工工艺是采用双管路注入工艺：首先，下光钻杆到实施井段上部40~50m处，根据井眼容积大小从钻杆中注入0.5~1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后泵入处理后的马丽散树脂，利用钻井液将处理后的马丽散树脂顶替至实施井段；其二，关闭封井器，从井内环空挤入0.5~1m³纯碱水溶液做为隔离液，然后从环空挤入与处理后的马丽散树脂相同体积的马丽散催化剂至实施井段，与处理后的马丽散树脂混合后反应形成马丽散固化物，对实施井段进行有效封堵，然后上提钻具起钻。

4.根据权利要求3所述施工工艺，其特征在于，泵入的马丽散树脂的体积是根据井眼容积大小来进行计算的，保证马丽散树脂能超出需要固化井段的长度上下各10m。