CN113153215A - 一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了油井高水淹层化学封堵技术领域的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，包括步骤S1、利用修井机、钻杆将导斜器下入井筒内设计深度；步骤S2、下入开窗铣锥、G105钻杆至导斜器深度，使用动力水驱动G105钻杆、开窗铣锥进行套管开窗，对套管窗口的抛光打磨；步骤S3、随钻测量钻造斜段井眼，步骤S4、高淹水层化学封堵；步骤S5、侯凝后打开油套管闸门起出封堵管柱，重复步骤S3工序后，对造斜段高水淹层封堵效果进行试压15MPa以上，化学封堵成功。通过对高水淹层进行化学封堵，使得在造斜钻进阶段，将高水淹油层钻开时，不会导致非水淹油层因受压而不出油，进而能够对剩余油进行精准靶向挖潜。
Description
技术领域
本发明涉及油井高水淹层化学封堵技术领域，具体为一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法。
背景技术
目前，超短半径水平钻井技术是老油田剩余油精准靶向挖潜的最先进技术，但老油田具有多个主力油层发育的油井，进行超短半径水平井造斜钻进时，经常遇到在造斜钻进阶段，将高水淹油层钻开导致非水淹油层因受压而不出油，使得这类油井无法使用超短半径水平钻井技术对剩余油进行精准靶向挖潜。
基于此，本发明设计了一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，以解决上述背景技术中提出的在造斜钻进阶段，将高水淹油层钻开导致非水淹油层因受压而不出油，使得这类油井无法使用超短半径水平钻井技术对剩余油进行精准靶向挖潜的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，包括如下步骤：
步骤S1、利用350及以上型号修井机、G105钻杆将Φ114mm导斜器下入井筒内设计深度；
步骤S2、下入开窗铣锥、G105钻杆至导斜器深度，使用动力水驱动G105钻杆、开窗铣锥进行套管开窗，根据斜向器斜面长度和设计需要，钻井到预设井深，并完成对套管窗口的抛光打磨；
步骤S3、随钻测量钻造斜段井眼，具体包括：将底部钻具由工作管柱送至窗口，采用陀螺仪多次定位测量确定马达方向，按照设计方向，开始造斜滑动钻进，钻进4米后再次进行陀螺测量，及时修正钻井参数和确定造斜方向，并下入随钻测量仪MWD进行实时监测，及时对井眼进行测量，测量仪MWD采集到不受磁性干扰的数据作为正确的数据，根据实时监测的数据和测量的数据，准确预测造斜段终点的井斜和方位，造斜钻进至高水淹层底部完成造斜钻开高水淹层的作业，造斜段狗腿度为90-180度/30m；
步骤S4、高淹水层化学封堵，将封堵管柱下至造斜终点深度后上提一米，关闭套管闸门、关闭防喷器试压20MPa不刺不漏，向高水淹层试注清水并记录注入压力及排量，向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂，按照封堵管柱內容积数量挤注清水顶替液，关井侯凝24-48小时，挤注过程中及关井侯凝时记录压力；
步骤S5、侯凝后打开油套管闸门起出封堵管柱，重复步骤S3工序后，对造斜段高水淹层封堵效果进行试压15MPa以上，化学封堵成功。
优选地，所述步骤S4中，在向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂时，具体包括如下内容：
a)连接好地面管线并试压合格，地面管线试压；
b)泵入清水做前置液，然后泵注凝胶液；
c)关闭套管闸门，确保关闭严密；
d)开始挤注凝胶液，观察并记录压力变化；继续挤注完设计量的凝胶液，密切关注挤注压力，其中需要保证挤注最大压力小于试压压力；
e)用清水替注，钻具内留凝胶液少许；
f)关闭钻杆旋塞阀，泄立管压力；
g)将泵出口管线连接到套管阀；
h)打开套管阀，从套管环空向井内挤注适量清水；
i)关闭套管阀，带压侯凝。
优选地，所述步骤S5中，封堵效果检测包括如下内容：
1)凝胶侯凝，每1小时记录一次井口压力；
2)地面跟踪凝胶树脂液样品胶凝情况；
3)待井口压力下降到3兆帕以内，地面凝胶液样品凝固并有一定强度后，卸掉井口压力，检查是否还有回流；
4)起出钻具；
5)下入造斜钻具用小排量探凝胶塞顶；
6)钻凝胶塞到原井底，循环干净后，停泵观察是否有溢流，若无溢流，则封堵成功。
优选地，所述步骤S4中的凝胶堵剂包括如下原料：水、浓度为5.71％w/v的凝胶粉、浓度为0.46％w/v的缓凝剂、浓度为0.25％w/v的消泡剂、加重材料，所述凝胶堵剂比重达到泥浆比重，在制备所述凝胶堵剂时，通过使用搅拌设备来对各原料进行搅拌混合，制得所需凝胶堵剂。
优选地，所述搅拌设备包括一搅拌罐，所述搅拌罐顶部敞口且可拆卸安装有罐盖，其上端部外壁上设有连通其内部的出料口，所述搅拌罐上设有一搅拌机构，所述搅拌机构包括安装在罐盖上的搅拌电机，所述搅拌电机上驱动连接有搅拌轴，所述搅拌轴下端延伸至搅拌罐内且安装有多个搅拌桨，所述搅拌罐底部设有通孔形式的进水口，其底部设有与所述进水口相连通的连通座，所述连通座内设有连通腔，所述连通腔内设有一连通机构，所述连通机构包括固接于连通腔内的固定塞，所述固定塞上同轴设有通孔形式的喷射口，所述连通腔内卡合有一滑动塞，所述滑动塞在连通腔内能上下自由滑动，且其位于所述固定塞上方，其端面上沿其轴向阵列开设有多个与所述喷射口错开分布的、通孔形式的连通槽，所述连通腔内还设有一位于滑动塞上方的支架，所述支架上设有多个通槽，且其与所述滑动塞之间设有一弹性件，所述弹性件弹性抵顶滑动塞并驱动滑动塞下端面与固定塞上端面相抵，且相抵面具有液密封状态。
优选地，所述弹性件为竖直安装在连通腔内的弹簧，所述弹簧弹力方向两端分别弹性抵顶滑动塞、支架。
优选地，所述连通腔内还设有一漏斗状的增压件，所述增压件由喷射嘴、导流部组成，所述导流部外轮廓为朝远离喷射嘴的方向逐渐束口状，其内径最小端与所述喷射嘴连接，所述导流部外径最大端固接在连通腔内且连接处密封，所述喷射嘴穿入喷射口内，且其外径小于所述喷射口的内径。
优选地，所述搅拌罐内设有绕其轴心自转而成的、空腔形式的保温腔，所述保温腔内填充有保温材料。
优选地，所述搅拌罐外壁上设有一观察窗口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对高水淹层进行化学封堵，使得在造斜钻进阶段，将高水淹油层钻开时，不会导致非水淹油层因受压而不出油，进而能够对剩余油进行精准靶向挖潜，通过设置凝胶堵剂由水、浓度为5.71％w/v的凝胶粉、浓度为0.46％w/v的缓凝剂、浓度为0.25％w/v的消泡剂、加重材料构成，使得凝胶堵剂具有高达17MPa以上的抗压强度，提升封堵效果，通过设置向高水淹层注入凝胶堵剂以及封堵效果检测的具体步骤，能够实现规范化操作，通过设置搅拌设备中的连通机构，使得凝胶堵剂原料混合完毕并形成凝胶液后，由外部高压水泵将水泵入连通座内，并依次由喷射口、连通槽、通槽、进水口进入搅拌设备内，由于水的密度远小于凝胶液的密度，同时凝胶液与水不会产生混合，此时通过水在搅拌罐内越积越多，进而能够将搅拌罐内的凝胶液层顶升至出料口，并由出料口流入外部收集装置中，一方面实现了凝胶液混合完成后的快速收集，不需工人打开罐盖且弯腰来收集搅拌罐内的凝胶液，降低了工人的劳动强度，提升工作效率，另一方面，通过水灌入搅拌罐内能够对搅拌罐内部以及搅拌机构中的搅拌轴、搅拌桨进行冲洗，通过设置增压件，通过导流部对泵入连通座内的水进行导流和增压，提高水流进入连通座内的流速，同时能够对滑动塞产生较大的上移驱动力，通过设置保温腔，通过保温腔内的保温材料的隔热作用，避免外界温度对凝胶堵剂产生影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法中搅拌设备的结构示意图；
图2为图1中A处的局部结构放大示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-搅拌罐，2-搅拌电机，3-罐盖，4-出料口，5-观察窗口，6-搅拌轴，7-搅拌桨，8-保温腔，9-连通座，10-进水口，11-通槽，12-弹簧，13-滑动塞，14-喷射口，15-导流部，16-连通腔，17-喷射嘴，18-固定塞，19-连通槽，20-支架。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，包括如下步骤：
步骤S1、利用350及以上型号修井机、G105钻杆将Φ114mm导斜器下入井筒内设计深度；
步骤S2、下入开窗铣锥、G105钻杆至导斜器深度，使用动力水驱动G105钻杆、开窗铣锥进行套管开窗，根据斜向器斜面长度和设计需要，钻井到预设井深，并完成对套管窗口的抛光打磨；
步骤S3、随钻测量钻造斜段井眼，具体包括：将底部钻具由工作管柱送至窗口，采用陀螺仪多次定位测量确定马达方向，按照设计方向，开始造斜滑动钻进，钻进4米后再次进行陀螺测量，及时修正钻井参数和确定造斜方向，并下入随钻测量仪MWD进行实时监测，及时对井眼进行测量，测量仪MWD采集到不受磁性干扰的数据作为正确的数据，根据实时监测的数据和测量的数据，准确预测造斜段终点的井斜和方位，造斜钻进至高水淹层底部完成造斜钻开高水淹层的作业，造斜段狗腿度为90-180度/30m；
步骤S4、高淹水层化学封堵，将封堵管柱下至造斜终点深度后上提一米，关闭套管闸门、关闭防喷器试压20MPa不刺不漏，向高水淹层试注清水并记录注入压力及排量，向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂，按照封堵管柱內容积数量挤注清水顶替液，关井侯凝24-48小时，挤注过程中及关井侯凝时记录压力，其中，在向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂时，具体包括如下内容：
a)连接好地面管线并试压合格，地面管线试压；
b)泵入清水做前置液，然后泵注凝胶液；
c)关闭套管闸门，确保关闭严密；
d)开始挤注凝胶液，观察并记录压力变化；继续挤注完设计量的凝胶液，密切关注挤注压力，其中需要保证挤注最大压力小于试压压力；
e)用清水替注，钻具内留凝胶液少许；
f)关闭钻杆旋塞阀，泄立管压力；
g)将泵出口管线连接到套管阀；
h)打开套管阀，从套管环空向井内挤注适量清水；
i)关闭套管阀，带压侯凝。
所述凝胶堵剂包括如下原料：水、浓度为5.71％w/v的凝胶粉、浓度为0.46％w/v的缓凝剂、浓度为0.25％w/v的消泡剂、加重材料，所述凝胶堵剂比重达到泥浆比重，在制备所述凝胶堵剂时，通过使用搅拌设备来对各原料进行搅拌混合，制得所需凝胶堵剂，本实施例还提供一种能够对凝胶堵剂原料进行搅拌的搅拌设备，请参阅图1至图2，所述搅拌设备包括一搅拌罐1，搅拌罐1内设有绕其轴心自转而成的、空腔形式的保温腔8，保温腔8内填充有保温材料，搅拌罐1顶部敞口且可拆卸安装有罐盖3，其上端部外壁上设有连通其内部的出料口4，搅拌罐1外壁上设有一观察窗口5，搅拌罐1上设有一搅拌机构，搅拌机构包括安装在罐盖3上的搅拌电机2，搅拌电机2上驱动连接有搅拌轴6，搅拌轴6下端延伸至搅拌罐1内且安装有多个搅拌桨7，搅拌罐1底部设有通孔形式的进水口10，其底部设有与进水口10相连通的连通座9，连通座9内设有连通腔16，连通腔16内设有一连通机构，连通机构包括固接于连通腔16内的固定塞18，固定塞18上同轴设有通孔形式的喷射口14，连通腔16内卡合有一滑动塞13，滑动塞13在连通腔16内能上下自由滑动，且其位于固定塞18上方，其端面上沿其轴向阵列开设有多个与喷射口14错开分布的、通孔形式的连通槽19，连通腔16内还设有一位于滑动塞13上方的支架20，支架20上设有多个通槽11，且其与滑动塞13之间设有一弹簧12，弹簧12竖直安装在连通腔16内，且其弹力方向两端分别弹性抵顶滑动塞13、支架20，弹簧12弹性抵顶滑动塞13并驱动滑动塞13下端面与固定塞18上端面相抵，且相抵面具有液密封状态，连通腔16内还设有一漏斗状的增压件，增压件由喷射嘴17、导流部15组成，导流部15外轮廓为朝远离喷射嘴17的方向逐渐束口状，其内径最小端与喷射嘴17连接，导流部15外径最大端固接在连通腔16内且连接处密封，喷射嘴17穿入喷射口14内，且其外径小于喷射口14的内径，初始状态时，外部高压水泵处于停机状态，此时通过弹簧12对滑动塞13的弹性抵顶，使滑动塞13与固定塞18端面相抵，且相抵面具有液密封状态，工人打开罐盖3，将凝胶堵剂的各原料倒入搅拌罐1内，再启动搅拌电机2，搅拌电机2转动，使搅拌桨7对搅拌罐1内的凝胶堵剂原料进行搅拌混合，搅拌混合后，再启动高压水泵，高压水泵将清水泵入连通座9内，并通过导流部15的增压作用，使水流由喷射嘴17喷射至滑动塞13表面，进而对滑动塞13产生较大的冲击力，以驱动滑动塞13朝上移动，此时水流将依次由连通槽、通槽、进水口进入搅拌罐1内，由于水与凝胶堵剂密度具有差异，同时凝胶堵剂与水不相溶，进而通过水在搅拌罐1内越积越多，且水位于凝胶堵剂层的下方，这样能够将凝胶堵剂层推送至搅拌罐1的上端，进而使凝胶堵剂由出料口4流出至外部收集装置中，凝胶堵剂收集完毕后，水继续泵入搅拌罐1内，进而可对搅拌罐1的内壁及搅拌桨7、搅拌轴6进行冲洗；
步骤S5、侯凝后打开油套管闸门起出封堵管柱，重复步骤S3工序后，对造斜段高水淹层封堵效果进行试压15MPa以上，化学封堵成功，具体的，封堵效果检测包括如下内容：
1)凝胶侯凝，每1小时记录一次井口压力；
2)地面跟踪凝胶树脂液样品胶凝情况；
3)待井口压力下降到3兆帕以内，地面凝胶液样品凝固并有一定强度后，卸掉井口压力，检查是否还有回流；
4)起出钻具；
5)下入造斜钻具用小排量探凝胶塞顶；
6)钻凝胶塞到原井底，循环干净后，停泵观察是否有溢流，若无溢流，则封堵成功。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、利用350及以上型号修井机、G105钻杆将Φ114mm导斜器下入井筒内设计深度；
步骤S2、下入开窗铣锥、G105钻杆至导斜器深度，使用动力水驱动G105钻杆、开窗铣锥进行套管开窗，根据斜向器斜面长度和设计需要，钻井到预设井深，并完成对套管窗口的抛光打磨；
步骤S3、随钻测量钻造斜段井眼，具体包括：将底部钻具由工作管柱送至窗口，采用陀螺仪多次定位测量确定马达方向，按照设计方向，开始造斜滑动钻进，钻进4米后再次进行陀螺测量，及时修正钻井参数和确定造斜方向，并下入随钻测量仪MWD进行实时监测，及时对井眼进行测量，测量仪MWD采集到不受磁性干扰的数据作为正确的数据，根据实时监测的数据和测量的数据，准确预测造斜段终点的井斜和方位，造斜钻进至高水淹层底部完成造斜钻开高水淹层的作业，造斜段狗腿度为90-180度/30m；
步骤S4、高淹水层化学封堵，将封堵管柱下至造斜终点深度后上提一米，关闭套管闸门、关闭防喷器试压20MPa不刺不漏，向高水淹层试注清水并记录注入压力及排量，向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂，按照封堵管柱內容积数量挤注清水顶替液，关井侯凝24-48小时，挤注过程中及关井侯凝时记录压力；
步骤S5、侯凝后打开油套管闸门起出封堵管柱，重复步骤S3工序后，对造斜段高水淹层封堵效果进行试压15MPa以上，化学封堵成功。
2.根据权利要求1所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述步骤S4中，在向高水淹层注入调配好的凝胶堵剂时，具体包括如下内容：
a)连接好地面管线并试压合格，地面管线试压；
b)泵入清水做前置液，然后泵注凝胶液；
c)关闭套管闸门，确保关闭严密；
d)开始挤注凝胶液，观察并记录压力变化；继续挤注完设计量的凝胶液，密切关注挤注压力，其中需要保证挤注最大压力小于试压压力；
e)用清水替注，钻具内留凝胶液少许；
f)关闭钻杆旋塞阀，泄立管压力；
g)将泵出口管线连接到套管阀；
h)打开套管阀，从套管环空向井内挤注适量清水；
i)关闭套管阀，带压侯凝。
3.根据权利要求1所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述步骤S5中，封堵效果检测包括如下内容：
1)凝胶侯凝，每1小时记录一次井口压力；
2)地面跟踪凝胶树脂液样品胶凝情况；
3)待井口压力下降到3兆帕以内，地面凝胶液样品凝固并有一定强度后，卸掉井口压力，检查是否还有回流；
4)起出钻具；
5)下入造斜钻具用小排量探凝胶塞顶；
6)钻凝胶塞到原井底，循环干净后，停泵观察是否有溢流，若无溢流，则封堵成功。
4.根据权利要求1所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述步骤S4中的凝胶堵剂包括如下原料：水、浓度为5.71％w/v的凝胶粉、浓度为0.46％w/v的缓凝剂、浓度为0.25％w/v的消泡剂、加重材料，所述凝胶堵剂比重达到泥浆比重，在制备所述凝胶堵剂时，通过使用搅拌设备来对各原料进行搅拌混合，制得所需凝胶堵剂。
5.根据权利要求4所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述搅拌设备包括一搅拌罐(1)，所述搅拌罐(1)顶部敞口且可拆卸安装有罐盖(3)，其上端部外壁上设有连通其内部的出料口(4)，所述搅拌罐(1)上设有一搅拌机构，所述搅拌机构包括安装在罐盖(3)上的搅拌电机(2)，所述搅拌电机(2)上驱动连接有搅拌轴(6)，所述搅拌轴(6)下端延伸至搅拌罐(1)内且安装有多个搅拌桨(7)，所述搅拌罐(1)底部设有通孔形式的进水口(10)，其底部设有与所述进水口(10)相连通的连通座(9)，所述连通座(9)内设有连通腔(16)，所述连通腔(16)内设有一连通机构，所述连通机构包括固接于连通腔(16)内的固定塞(18)，所述固定塞(18)上同轴设有通孔形式的喷射口(14)，所述连通腔(16)内卡合有一滑动塞(13)，所述滑动塞(13)在连通腔(16)内能上下自由滑动，且其位于所述固定塞(18)上方，其端面上沿其轴向阵列开设有多个与所述喷射口(14)错开分布的、通孔形式的连通槽(19)，所述连通腔(16)内还设有一位于滑动塞(13)上方的支架(20)，所述支架(20)上设有多个通槽(11)，且其与所述滑动塞(13)之间设有一弹性件，所述弹性件弹性抵顶滑动塞(13)并驱动滑动塞(13)下端面与固定塞(18)上端面相抵，且相抵面具有液密封状态。
6.根据权利要求5所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述弹性件为竖直安装在连通腔(16)内的弹簧(12)，所述弹簧(12)弹力方向两端分别弹性抵顶滑动塞(13)、支架(20)。
7.根据权利要求5所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述连通腔(16)内还设有一漏斗状的增压件，所述增压件由喷射嘴(17)、导流部(15)组成，所述导流部(15)外轮廓为朝远离喷射嘴(17)的方向逐渐束口状，其内径最小端与所述喷射嘴(17)连接，所述导流部(15)外径最大端固接在连通腔(16)内且连接处密封，所述喷射嘴(17)穿入喷射口(14)内，且其外径小于所述喷射口(14)的内径。
8.根据权利要求5所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述搅拌罐(1)内设有绕其轴心自转而成的、空腔形式的保温腔(8)，所述保温腔(8)内填充有保温材料。
9.根据权利要求5所述的一种超短半径水平井造斜段高水淹层化学封堵方法，其特征在于，所述搅拌罐(1)外壁上设有一观察窗口(5)。
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