CN106703743B - 凝胶隔离井控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种凝胶隔离井控方法，该方法包括：通过在井口向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，吊罐起钻，当钻头到达安全井段时，通过钻具向井筒中注入凝胶以形成凝胶段塞，然后，对凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出凝胶段塞上部的井筒中的受气体污染的泥浆，降低井下情况的复杂度，进而降低高温、高压气田钻井时出现井涌、井喷及井漏事故的概率，实现降低井控风险的目的。
Description
技术领域
本发明涉及井控技术，尤其涉及一种凝胶隔离井控方法。
背景技术
井控技术，是指通过采用一定的方法保持井内压力平衡，避免井涌、井喷、井漏等事故发生的技术。其中，井涌指井内流体层压力大于钻井液或洗井液柱静压力时，含流体层中的流体或气体将侵人井筒内，积累至一定量后随井筒内液体循环至井口，在井口形成沸腾状；井喷指地层中流体喷出地面或流入井内其他地层的现象；井漏指钻井过程中，井筒内钻井液或其他介质(固井水泥浆等)漏入地层孔隙、裂缝等空间的现象。
常规的井控方法，包括排出法节流压井等。常规的井控过程中，通过确定出井筒压力，通过节流压井等控制井筒压力，使得井筒长时间保持平衡状态。
钻探过程中，尤其是对高压、高含硫气井的钻探过程中，进行起钻或是其他钻井液不循环的井下作业时，由于安全密度窗口很窄，当钻井液的密度稍高时，钻井液渗入地层导致井漏；当钻井液的密度较低时，气体进入井眼并累计，导致井下情况复杂，当气体量达到一定程度时，造成井涌、井喷等重大安全事故。
发明内容
本发明提供一种凝胶隔离井控方法，实现高压气井钻探过程中，降低井控风险的目的。
第一个方面，本发明实施例提供一种凝胶隔离井控方法，包括：
向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定；
用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定；
确定所述钻具的钻头起钻到安全井段时，通过所述钻具向井筒注入凝胶，从而在所述井筒内建立凝胶段塞；
对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆；
排完所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆，起钻；
对所述凝胶段塞破胶。
在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定，包括：
根据关井压力和循环压耗，向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，以使所述重浆帽在所述环形空间内产生的压力大于等于所述关井压力与所述循环压耗之和，并保持所述重浆帽液面在井下200±50m。
结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定之前，还包括：
确定所述重浆帽的用量。
在第一个方面的第三种可能的实现方式中，所述用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定，包括：
用原井浆吊灌起钻，所述原井浆的灌入量为起出钻具体积的1～2倍，以使得起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定。
在第一个方面的第四种可能的实现方式中，所述凝胶段塞的长度为500米～600米。
在第一个方面的第五种可能的实现方式中，所述对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆，包括：
将所述钻具起钻至所述凝胶段塞上表面28米～32米处，对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，循环排量为正常钻进时排量的1/2～1/3，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆。
在第一个方面的第六种可能的实现方式中，所述对所述凝胶段塞破胶，包括：
将所述钻具下钻至所述凝胶段塞底部，循环排出所述凝胶。
结合第一个方面、第一个方面的第一种至第六种中任一种可能的实现方式，在第一个方面的第七种可能的实现方式中，述凝胶由坂土、高分子聚合物、增稠剂、弱凝胶增粘剂以及水制成。
结合第一个方面的第七种可能的实现方式，在第一个方面的第八种可能的实现方式中，所述坂土的比重为1.5％，所述高分子聚合物的比重为0.5％，所述增稠剂的比重为1.5％，所述弱凝胶增粘剂的比重为1.5％，所述水的比重为95％。
结合第一个方面的第七种可能的实现方式，在第一个方面的第八种可能的实现方式中，所述凝胶还包括：重晶石或碳酸钙。
本发明实施例提供的凝胶隔离井控方法，该方法包括：通过在井口向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，吊罐起钻，当钻头到达安全井段时，通过钻具向井筒中注入凝胶以形成凝胶段塞，然后，对凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出凝胶段塞上部的井筒中的受气体污染的泥浆，降低井下情况的复杂度，进而降低高温、高压气田钻井时出现井涌、井喷及井漏事故的概率，实现降低井控风险的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明方法实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明方法的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的凝胶隔离井控方法的流程图；
图2A为本发明凝胶隔离井控方法中重浆帽的注入过程示意图；
图2B为本发明凝胶隔离井控方法中注入重浆帽至液面稳定的过程示意图；
图2C为本发明凝胶隔离井控方法中起钻过程中重浆帽至液面保持稳定的示意图；
图2D为本发明凝胶隔离井控方法中凝胶段塞的建立过程示意图；
附图标记说明：
1：钻具；
2：套管；
3：储层；
4：预设的重浆帽液面高度；
5：凝胶段塞。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例提供的凝胶隔离井控方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的凝胶隔离井控方法包括：
101、向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定。
本步骤中，钻具与套管之间环空反挤重浆水帽，即向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽。具体的，可参见图2A，图2A为本发明凝胶隔离井控方法中重浆帽的注入过程示意图。
如图2所示，钻具1与套管2之间形成环形空间，对储层3进行钻探开采时，形成高压、高含硫气井。为避免安全事故发生进行井控时，向环形空间内注入重浆帽(如图中)，直到重浆帽液面稳定。具体的，可参见图2B，图2B为本发明凝胶隔离井控方法中注入重浆帽至液面稳定的过程示意图。
请参照图2，虚线4为预设的重浆帽液面高度。由于重浆帽会向储层3发生渗入等，因此，本步骤中，一直向环形空间中注入重浆帽，直到重浆帽的液面到达虚线4，且长时间不下降。例如，利用旋转控制头关井每30分钟测一次液面位置，吊灌重泥浆，重浆帽的液面保持在虚线4的位置。
102、用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定。
本步骤中，当发生井漏等事故时，向钻具的钻杆内注入原井浆以吊罐起钻，起钻过程中保存重浆帽液面稳定。具体的，可参见图2C，图2C为本发明凝胶隔离井控方法中起钻过程中重浆帽至液面保持稳定的示意图。
如图2C所示，本步骤中，通过钻具1注入原井浆(如图中)，起钻过程中进行井下液面监测，保持井下动、静液面不变，即保持所述重浆帽液面保持在虚线4的位置。
103、确定所述钻具的钻头起钻到安全井段时，通过所述钻具向井筒注入凝胶，从而在所述井筒内建立凝胶段塞。
当钻具1的钻头起钻到安全井段时，通过钻具1向井筒注入凝胶，以在井筒内建立凝胶段塞。具体的，可参见图2D，图2D为本发明凝胶隔离井控方法中凝胶段塞的建立过程示意图。
请参照图2D，当钻具1的钻头起钻到安全井段时，例如，当钻具1的钻头起钻到套管鞋内一定高度时，通过钻具1向井筒注入凝胶，以在井筒内形成凝胶段塞5，从而阻止已进入井筒的气体的向上滑脱。
104、对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆。
本步骤中，对凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中受污染的泥浆，并且满足关井观察时，套立压均为零。
105、排完所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆，起钻。
本步骤中，上部受污染泥浆循环干净后起钻。
106、对所述凝胶段塞破胶。
本步骤中，通过对凝胶段塞破胶，从而解除井筒分隔。
本发明实施例提供的凝胶隔离井控方法，通过在井口向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，吊罐起钻，当钻头到达安全井段时，通过钻具向井筒中注入凝胶以形成凝胶段塞，然后，对凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出凝胶段塞上部的井筒中的受气体污染的泥浆，降低井下情况的复杂度，进而降低高温、高压气田钻井时出现井涌、井喷及井漏事故的概率，实现降低井控风险的目的。
可选的，在本发明一实施例中，上述步骤101中，向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定，具体为：根据关井压力和循环压耗，向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，以使重浆帽在环形空间内产生的压力大于等于关井压力与循环压耗之和，并保持重浆帽液面在井下200±50m。如图2C～图2D所示，虚线4距井口的距离为200±50m。其中，关井套压与循环压耗的和约为1.5-2MPa。
进一步的可选的，在向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定之前，还需要确定出重浆帽的用量。具体的，可按照反挤1000米重浆帽，换算重泥浆密度，反挤1000米重浆帽。
可选的，在本发明一实施例中，上述步骤102中，为实现用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定，用原井浆吊灌起钻过程中进行井下液面监测，原井浆的灌入量为起出钻具体积的1～2倍，以保持井下动、重浆帽液面基本不变。
可选的，在本发明一实施例中，上述步骤103中，凝胶段塞的长度约为500米～600米。具体的，当钻头起钻到套管鞋内一定高度时，向井内小排量正注凝胶，以形成500～600m的凝胶段塞，如图2D所示，凝胶段塞5的长度约为500～600m。
可选的，在本发明一实施例中，上述步骤104中，对凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆具体为：将所述钻具起钻至所述凝胶段塞上表面28米～32米处，对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，循环排量为正常钻进时排量的1/2～1/3，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆。然后，关井观察，套立压均为零。
可选的，在本发明一实施例中，上述步骤106中，所述对所述凝胶段塞破胶，具体为：将所述钻具下钻至所述凝胶段塞底部，循环排出所述凝胶。
可选的，在本发明一实施例中，凝胶由坂土、高分子聚合物、增稠剂、弱凝胶增粘剂以及水制成。例如，坂土1.5％，增稠剂0.5％，高分子聚合物1.5％，弱凝胶增粘剂1.5％，余量为水，以上为质量百分比。制作凝胶的过程中，首先，将坂土与水制成坂土浆；然后，将增稠剂、高分子聚合物和弱凝胶增粘剂加入到坂土浆中；最后，根据需要添加重晶石或碳酸钙调整密度，以与井浆密度一致。
另外，本领域内技术人员可以根据需要增加辅料，本发明实施例并不对此做出限定。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种凝胶隔离井控方法，其特征在于，包括：
向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定；
用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定；
确定所述钻具的钻头起钻到安全井段时，通过所述钻具向井筒注入凝胶，从而在所述井筒内建立凝胶段塞；
对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆；
排完所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆，起钻；
对所述凝胶段塞破胶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定，包括：
根据关井压力和循环压耗，向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，以使所述重浆帽在所述环形空间内产生的压力大于或等于所述关井压力与所述循环压耗之和，并保持所述重浆帽液面距井口的距离为200±50m。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向钻具与套管之间的环形空间中注入重浆帽，直至所述重浆帽液面稳定之前，还包括：
确定所述重浆帽的用量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用原井浆吊灌起钻，起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定，包括：
用原井浆吊灌起钻，所述原井浆的灌入量为起出钻具体积的1～2倍，以使得起钻过程中保持所述重浆帽液面稳定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凝胶段塞的长度为500米～600米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆，包括：
将所述钻具起钻至所述凝胶段塞上表面28米～32米处，对所述凝胶段塞上部的井筒进行节流循环排气，循环排量为正常钻进时排量的1/2～1/3，以排出所述凝胶段塞上部的井筒中的泥浆。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述凝胶段塞破胶，包括：
将所述钻具下钻至所述凝胶段塞底部，循环排出所述凝胶。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述凝胶由坂土、高分子聚合物、增稠剂、弱凝胶增粘剂以及水制成。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述坂土的比重为1.5％，所述高分子聚合物的比重为0.5％，所述增稠剂的比重为1.5％，所述弱凝胶增粘剂的比重为1.5％，所述水的比重为95％。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述凝胶还包括：重晶石或碳酸钙。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展";张希文等;<钻井液与完井液>;20091130;第26卷(第6期);第74-78 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106703743A (zh) | 2017-05-24 |
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