CN114922576B - 一种水平井分段式洗井工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种水平井分段式洗井工艺，属于盐湖卤水开采的技术领，其包括如下步骤：调整采卤井中潜卤泵的位置，在水平洗井前开启潜卤泵，潜卤泵抽取水平井流出的泥浆水并排入输卤渠中；水平洗井时，利用泥浆泵将外部清洁饱和卤水注入到钻头内，钻头依次对第四水平段、第三水平段、第二水平段、第一水平段和造斜段进行清洗，清洗时钻头缓慢回撤，钻头上喷出卤水对井壁进行冲刷。本申请具有解决泥浆堵塞储卤层孔隙的问题，增加采卤井的流量的效果。

Description

一种水平井分段式洗井工艺

技术领域

本申请涉及盐湖卤水开采的技术领域，尤其是涉及一种水平井分段式洗井工艺。

背景技术

水平定向钻井技术(也称为HDD技术)是在不开挖地表的条件下，进行地下管线铺设、更换和修复的一种施工方法，用水平定向钻机施工造斜段和水平段，主要用于穿越公路、铁路、建筑物及河流等障碍物，具有不影响交通、不破坏地表设施，施工周期短，施工成本低，环境污染小的特点。

目前，将水平定向钻井技术应用于盐湖地区与竖直采卤井结合提高采卤量，其中竖直采卤井是已有的生产采卤井，水平井是新施工的井，主要是通过在盐湖下部储卤层施工，水平井与垂直采卤井贯通，以达到提高单井采卤量的目的。

水平井是在盐湖的下部储卤层中钻进，由于储卤层特殊的多孔结构，水平井施工过程中注入的用于润滑钻头的循环泥浆会大量漏失，影响钻进速度、对钻头产生较大摸损乃至产生卡钻等安全事故，因此需要增大泥浆的稠度护壁减少泥浆的漏失，起到防止垮塌，避免卡钻抱钻，降低扭矩，保证水平定向钻进顺利。

水平井施工结束后，由于附着在井壁的泥皮会堵塞储卤层孔隙，阻碍地下水流通，周围的卤水不能够顺利地流进水平井中，减小了采卤井的流量。

发明内容

为了解决泥浆堵塞储卤层孔隙的问题，增加采卤井的流量，本申请提供一种水平井分段式洗井工艺。

本申请提供的一种水平井分段式洗井工艺采用包括如下步骤：

调整采卤井中潜卤泵的位置，在水平洗井前开启潜卤泵，潜卤泵抽取水平井流出的泥浆水并排入输卤渠中；

水平洗井时，利用泥浆泵将外部清洁饱和卤水注入到钻头内，钻头依次对第四水平段、第三水平段、第二水平段、第一水平段和造斜段进行清洗，清洗时钻头缓慢回撤，钻头上喷出卤水对井壁进行冲刷。

通过采用上述技术方案，本工艺采用因地制宜思路，采用当地丰富的卤水作为冲洗液，水平钻井结束后，钻头位于第四水平段与采卤井连接处，钻头依次对第四水平段、第三水平段、第二水平段、第一水平段和造斜段进行清洗，清洗时钻头喷水对井壁冲刷并缓慢回撤，从而将井壁冲刷干净，解决泥浆堵塞储卤层孔隙的问题，增加采卤井的流量。

可选的，当钻头缓慢回撤一个钻杆的长度时，再让钻具缓慢前进相同的距离，在钻具移动的过程中，钻头一直保持注水，如此回撤、推进N次。

通过采用上述技术方案，当钻头回撤一个钻杆的距离时，再前进相同的距离，如此回撤、前进N次，对水平井的同一位置多次清洗，能够将堵塞储卤层孔隙的泥浆清洗干净，便于储卤层中卤水流出，增加采卤井的流量。

可选的，在清洗第四水平段时，采卤井中的潜卤泵将第四水平段内的泥浆沉淀抽出；清洗水平井的第三水平段时，第四竖直井中的潜卤泵将第三水平段的泥浆抽出；清洗水平井的第二水平段时，第三竖直井中的潜卤泵将第二水平段的泥浆抽出；清洗水平井第一水平段时，第二竖直井中的潜卤泵将第一水平段内的泥浆抽出；清洗水平井的造斜段时，第一竖直井中的潜卤泵将造斜段内的泥浆抽出。

通过采用上述技术方案，第一竖直井、第二竖直井、第三竖直井和第四竖直井中均设置有潜卤泵，对造斜段进行清洗时，第一竖井内的潜卤泵将造斜段内的泥浆抽出，第一竖井内的潜卤泵距离造斜段最近，便于将造斜段内的泥浆抽出，同理，在第二竖直井、第三竖直井、第四竖直井内放入潜卤泵，便于分别将第一水平段、第二水平段和第三水平段内的泥浆抽出，提高工作效率。

可选的，钻头回撤、推进的次数为三次。

通过采用上述技术方案，钻头回撤、推进的次数为三次，水平井的清洗效率高，并且井壁清洗的也更干净。

可选的，在水平洗井前，通过变频柜将采卤井中的潜卤泵出卤量调到最大，通过潜卤泵将水平井内的泥沙最大限度地排到输卤渠中。

通过采用上述技术方案，将潜卤泵出卤量调到最大，能够快速将水平井内的泥沙抽出，提高了工作效率。

可选的，当天的洗井工作结束后，继续保持潜卤泵最大功率运行一段时间，直至抽出的卤水由浑浊变清后结束抽水；

整个洗井过程循环往复，直到整个水平井清洗完毕，且最后抽出的卤水保持清洁，洗井工作结束。

通过采用上述技术方案，整个洗井过程循环往复，当整个水平井清洗完毕后，并且最后抽出的卤水保持清洁，整个洗井过程结束。

可选的，所述潜卤泵的位置位于采卤井与水平井的对接位置或低于对接位置。

通过采用上述技术方案，便于将采卤井内的泥浆抽出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本工艺采用因地制宜思路，利用当地丰富的卤水作为冲洗液，利用已有采卤井内的潜卤泵排出孔内的泥浆水、疏通储卤层孔隙；

2.通过水平钻机回撤—推进钻具并高速旋转钻头，利用卤水分段冲洗井壁，整个过程起到了很好的清洗井壁、疏通储卤层孔隙的作用。

附图说明

图1是本申请的结构示意图。

附图标记说明：1、采卤井；11、潜卤泵；2、第一竖直井；3、第二竖直井；4、第三竖直井；5、第四竖直井6、水平井；61、造斜段；62、水平段；621、第一水平段；622、第二水平段；623、第三水平段；624、第四水平段；7、输卤渠；8、含水层；9、隔水层；10、沉淀段；101、地面。

具体实施方式

以下结合附图1对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种水平井分段式洗井工艺。参照图1，水平井为提高采卤井1的采卤量而设置的井，采卤井1的周边结构包括设置在采卤井1一侧的四个竖直井，四个竖直井分别为第一竖直井2、第二竖直井3、第三竖直井4和第四竖直井5，第四竖直井5距离采卤井1最近，第一竖直井2距离采卤井1最远。

水平井6是在盐湖下部储卤层中钻进，水平井6分为两段，一段是造斜段61，另一段是水平段62，第一竖直井2、第二竖直井3、第三竖直井4和第四竖直井5均与水平段62连通，水平段62远离造斜段61的一端与采卤井1连通。

水平段62包括四个部分，四个部分分别为第一水平段621、第二水平段622、第三水平段623和第四水平段624，第一水平段621位于第一竖直井2与第二竖直井3之间，第二水平段622位于第二竖直井3和第三竖直井4之间，第三水平段623位于第三竖直井4和第四竖直井5之间，第四水平段624位于第四竖直井5和采卤井1之间。

地面101上设置有输卤渠7，潜卤泵11将卤水输送到输卤渠7中。地面101下方设置多个含水层8和隔水层9，含水层8和隔水层9间隔设置。水平段62位于其中一个含水层8内。第一竖直井2、第二竖直井3、第三竖直井4、第四竖直井5的底部均设置有沉淀段10，沉淀段10位于水平段62的下方。

水平井6内设置有钻具，钻具包括多个钻杆和钻头，钻头上设置有多个放射状的出水孔，当水平钻井结束后，钻头位于第四水平段624与采卤井1的连接处，钻机带动钻杆和钻头转动，泥浆泵将外部的清洁的饱和卤水注入钻头内，同时钻头缓慢回撤，钻头的出水孔喷水冲刷孔壁。第一竖直井2、第二竖直井3、第三竖直井4和第四竖直井5内均设置有潜卤泵11。

钻具回撤一个钻杆的长度（约9.5m），之后再让钻具前进相同的距离，在这个过程中钻头一直保持注水，如此回撤、推进各多次。当钻具回撤、推进的次数为一次时，整个洗井的工作效率较高；当钻具回撤、推进的次数为三次时，整个洗井的工作效率高，并且能够更好地清洗水平井的井壁；当钻具回撤、推进的次数为五次时，相比于三次，虽然井壁清洗的更干净，但是工作效率有所降低。

对水平井6的第四水平段624进行清洗时，采卤井1中的潜卤泵11对采卤井1内的泥浆进行抽取，采卤井1距离第四水平段624最近，采卤井1中的潜卤泵11将采卤井1的水向外抽，采卤井1内的水压会减小，第四水平段624内的泥浆会随着水流进采卤井1中，采卤井1中的潜卤泵11将泥浆抽出采卤井1。

当对第三水平段623进行清洗时，将第四竖直井5的潜卤泵11放到第三水平段623与第四竖直井5接触的位置或低于接触的位置，第四竖直井5内的潜卤泵11将第三水平段623内的泥浆抽出；对第二水平段622进行清洗时，将第三竖直井4内的潜卤泵11放到第二水平段622与第三竖直井4接触的位置或低于接触的位置，第三竖直井4中的潜卤泵11将第二水平段622内的泥浆抽出。

当对第一水平段621进行清洗时，将第二竖直井3内的潜卤泵11放到第一水平段621和第二竖直井3接触的位置或低于接触的位置，第二竖直井3内的潜卤泵11将第二水平段622内的泥浆抽出。当对造斜段61进行清洗时，第一竖直井2内的潜卤泵11放到造斜段61与第一竖直井2接触的位置或低于接触的位置，第一竖直井2内的潜卤泵11将造斜段61内的泥浆抽出。第一竖直井2、第二竖直井3、第三竖直井4和第四竖直井5内均设置有潜卤泵11，在对水平井6的各段进行清洗时，便于将水平井6各段内的泥浆抽出。

水平井分段式洗井工艺包括以下步骤：

S1、调整采卤井1中潜卤泵11的位置，使潜卤泵11的进水口位于采卤井1与水平井6的对接位置或略低于对接位置，在水平洗井前开启采卤井1中的潜卤泵11，将潜卤泵11的出卤量调到最大，最大限度地抽取水平井6流出的泥浆水并排入输卤渠7中；

S2、在水平井6钻进施工结束时，包括钻杆和钻头在内的整套钻具还在水平井6内，其中钻头的位置位于水平井6的第四水平段624的末端与采卤井1连接处，此时，利用泥浆泵向钻头注入清洁的饱和卤水，开动钻机并高速旋转钻头，同时缓慢回撤，由于钻头上有多个放射状的出水孔，注入的清澈卤水会从钻头的射水孔呈放射状射出冲刷井壁；

S3、当钻具回撤距离为一个钻杆的长度时（约9.5m），再让钻具缓慢前进相同的距离，钻头一直保持注水，如此回撤、推进各三次，用时约30分钟。第四次回撤后，水平钻机停止旋转和注水，将最外侧的一根钻杆卸掉。然后继续洗井过程。其他钻杆循环往复回撤、推进洗井；

S4、在清洗第四水平段624时，在采卤井1中采用潜卤泵11将第四水平段624内的泥浆沉淀抽出；清洗第三水平段623时，在第四竖直井5中采用潜卤泵11将第三水平段623的泥浆抽出；清洗第二水平段622时，在第三竖直井4中采用潜卤泵11将第二水平段622的泥浆抽出；清洗第一水平段621时，在第二竖直井3中采用潜卤泵11将第一水平段621内的泥浆抽出；清洗造斜段61时，在第一竖直井2中采用潜卤泵11将造斜段61内的泥浆抽出；

S5、当天的洗井工作结束后，继续保持潜卤泵11最大功率运行一段时间，直至抽出的卤水由浑浊变清后结束抽水；

S6、由于水平井6的洗井工作要持续数天，整个洗井过程循环往复，直到整个水平井6清洗完毕，且最后抽出的卤水保持清洁，洗井工作结束。

本工艺采用因地制宜思路，利用当地丰富的卤水作为冲洗液，利用已有采卤井1内的潜卤泵11排出孔内的泥浆水、疏通储卤层孔隙，通过水平钻机回撤—推进钻具并高速旋转钻头，利用卤水分段冲洗井壁，整个过程起到了很好的清洗井壁、疏通储卤层孔隙的作用。

通过洗井可将钻井时附着在井壁与进入储卤层孔隙内的粘土物质以及赋存在地层中粉细砂抽出，增大了储卤层的孔隙度，使地下水流通更加通畅，增大了储卤层的渗透速度，增加了采卤井1的流量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种水平井分段式洗井工艺，其特征在于，包括如下步骤：

调整采卤井（1）中潜卤泵（11）的位置，在水平洗井前开启潜卤泵（11），潜卤泵（11）抽取水平井（6）流出的泥浆水并排入输卤渠（7）中；

水平洗井时，利用泥浆泵将外部清洁饱和卤水注入到钻头内，钻头依次对第四水平段（624）、第三水平段（623）、第二水平段（622）、第一水平段（621）和造斜段（61）进行清洗，清洗时钻头缓慢回撤，钻头上喷出卤水对井壁进行冲刷；

当钻头缓慢回撤一个钻杆的长度时，再让钻具缓慢前进相同的距离，在钻具移动的过程中，钻头一直保持注水，如此回撤、推进N次；

在清洗第四水平段（624）时，采卤井（1）中的潜卤泵（11）将第四水平段（624）内的泥浆沉淀抽出；清洗水平井（6）的第三水平段（623）时，第四竖直井（5）中的潜卤泵（11）将第三水平段（623）的泥浆抽出；清洗水平井（6）的第二水平段（622）时，第三竖直井（4）中的潜卤泵（11）将第二水平段（622）的泥浆抽出；清洗水平井（6）第一水平段（621）时，第二竖直井（3）中的潜卤泵（11）将第一水平段（621）内的泥浆抽出；清洗水平井（6）的造斜段（61）时，第一竖直井（2）中的潜卤泵（11）将造斜段（61）内的泥浆抽出。

2.根据权利要求1所述的一种水平井分段式洗井工艺，其特征在于，钻头回撤、推进的次数为三次，时间为30分钟。

3.根据权利要求1所述的一种水平井分段式洗井工艺，其特征在于，在水平洗井前，通过变频柜将采卤井（1）中的潜卤泵（11）出卤量调到最大，通过潜卤泵（11）将水平井（6）内的泥沙最大限度地排到输卤渠（7）中。

4.根据权利要求3所述的一种水平井分段式洗井工艺，其特征在于，

当天的洗井工作结束后，继续保持潜卤泵（11）最大功率运行一段时间，直至抽出的卤水由浑浊变清后结束抽水；

整个洗井过程循环往复，直到整个水平井（6）清洗完毕，且最后抽出的卤水保持清洁，洗井工作结束。

5.根据权利要求1所述的一种水平井分段式洗井工艺，其特征在于，所述潜卤泵（11）的位置位于采卤井（1）与水平井（6）的对接位置或低于对接位置。