CN111764866A - 一种漏失地层的堵漏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种漏失地层的堵漏方法，包括：S10、桥接材料堵漏；S20、判断堵漏是否成功；若是，则正常钻穿漏失地层，再执行步骤S60；若否，则执行步骤S30～S60；S30、随钻堵漏并钻穿漏失地层；S40、控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤水泥浆堵漏；S50、憋压候凝，钻穿水泥塞；S60、进行地层承压能力测试，若测试不合格，再执行步骤S40～S50，直到地层承压能力测试合格。本发明可用于指导漏失地层钻井和堵漏，降低作业风险，提高作业效率，同时提高漏失地层承压能力，降低复漏风险，确保安全钻井。
Description
技术领域
本发明涉及钻井的技术领域，更具体地说，涉及一种漏失地层的堵漏方法。
背景技术
在海洋石油勘探开发过程中，由于井眼轨迹需要，钻井时常会钻遇断层、灰岩层等漏失地层，井漏后，堵漏困难，即使堵漏成功，随着漏失地层的不断揭开，发生复漏的可能性极大，发生复漏后，为了安全钻井，需要再次进行堵漏，严重影响作业工期，增加作业成本。同时，由于漏失地层承压能力低，钻穿漏失地层后继续钻井过程中，随着钻井液密度的提高，当量钻井液密度超过了漏失地层承压能力当量钻井液密度，导致漏失地层复漏，不仅影响作业工期和费用，严重时还会发生井控风险和导致地层垮塌发生卡钻事故甚至井眼报废。
因此，急需设计一套***的钻遇漏失地层的堵漏方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种漏失地层的堵漏方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种漏失地层的堵漏方法，包括：
S10、桥接材料堵漏；
S20、判断堵漏是否成功；若是，则正常钻穿漏失地层，再执行步骤S60；若否，则执行步骤S30～S60；
S30、随钻堵漏并钻穿漏失地层；
S40、控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤水泥浆堵漏；
S50、憋压候凝，钻穿水泥塞
S60、进行地层承压能力测试，若测试不合格，再执行步骤S40～S50，直到地层承压能力测试合格。
在一个实施例中，所述步骤S10包括：
S101、将钻具起钻至安全位置；
S102、配桥接材料堵漏泥浆，并将所述钻具下放至漏失地层；
S103、泵入堵漏泥浆至所述漏失地层以及所述漏失地层的顶部；
S104、将所述钻具起钻至堵漏泥浆顶部，静止或者循环堵漏。
在一个实施例中，所述步骤S20包括：
S201、将钻具下放至井底，并将所述钻具的排量打开至预设排量；
S202、判断是否发生漏失，若没有发生漏失则为堵漏成功，若发生漏失，则为堵漏不成功。
在一个实施例中，所述步骤S30包括：
在泥浆中持续加入堵漏材料，并采用第一排量控制钻进以预设机械钻速钻穿漏失地层。
在一个实施例中，所述步骤S30还包括：
在钻井过程中，每钻一根单根划眼一遍，每钻一个立柱划眼两遍，且钻穿漏失地层10～15m后停止钻进。
在一个实施例中，所述步骤S40包括：
S401、计算漏失地层后续钻井过程中所需的漏失地层承压能力；
S402、根据所述漏失地层承压能力计算出挤注堵漏水泥浆的地面挤注压力；
S403、根据所述地面挤注压力挤注水泥浆；
S404、在挤注水泥浆过程中，监测记录水泥浆出钻杆后至挤水泥前井内总的漏失量，以根据所述漏失量确定挤水泥浆量。
在一个实施例中，所述步骤S40还包括：在挤注水泥浆过程中，以小排量进行挤注。
在一个实施例中，所述步骤S403包括：
在第一次挤注水泥浆时，控制第一次挤注量为所述挤水泥浆量的一半；
判断所述第一次挤注量的地面压力是否达到所述地面挤注压力；
若是，则停泵，并执行步骤S50；
若否，则进行间歇性挤注水泥浆。
在一个实施例中，所述间歇性挤注水泥浆包括：
在第一次挤注水泥浆结束后，停泵，每隔20～30分钟再进行挤注水泥浆，其中，每次挤注水泥浆的挤注量为剩余挤注量的一半，直至地面压力达到所述地面挤注压力，停泵，并执行步骤S50。
在一个实施例中，所述步骤S50包括：
若所述步骤S40中未挤注进水泥浆，则泄压候凝，并根据地面水泥浆样品强度8～12小时后进行钻水泥塞。
在一个实施例中，所述步骤S50还包括：
若所述步骤S40中挤入水泥浆，且所述地面压力达到所述地面挤注压力，则进行憋压候凝至地面水泥浆样品初凝，然后进行放压，并在8～12小时后进行钻水泥塞。
在一个实施例中，所述憋压候凝包括：
在关闭防喷器的情况下，保持地面压力为所述漏失地层承压能力计算出的地面挤注压力；
若所述地面压力降低，则补压至所述地面挤注压力；
若所述地面压力升高，则放压至所述地面挤注压力。
在一个实施例中，所述步骤S60包括：
关闭防喷器；
测试地层承压能力；
判断所述地层承压能力是否为所述漏失地层承压能力；
若是，停泵，并稳压10～15分钟；
判断当前地层承压能力是否下降，若不下降，则为测试合格；若下降，则为测试不合格。
在一个实施例中，所述小排量的排量范围为：80L/min～160L/min。
实施本发明的漏失地层的堵漏方法，具有以下有益效果：包括：S10、桥接材料堵漏；S20、判断堵漏是否成功；若是，则正常钻穿漏失地层，再执行步骤S60；若否，则执行步骤S30～S60；S30、随钻堵漏并钻穿漏失地层；S40、控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤水泥浆堵漏；S50、憋压候凝，钻穿水泥塞；S60、进行地层承压能力测试，若测试不合格，则执行步骤S40～S50，直到地层承压能力测试合格。本发明可用于指导漏失地层钻井和堵漏，降低作业风险，提高作业效率，同时提高漏失地层承压能力，降低复漏风险，确保安全钻井。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例提供的一种漏失地层的堵漏方法的流程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，为本发明实施例提供的一种漏失地层的堵漏方法的流程示意图。
如图1所示，该漏失地层的堵漏方法包括：步骤S10、步骤S20、步骤S30、步骤S40、步骤S50和步骤S60。
步骤S10、桥接材料堵漏。
步骤S10包括：
S101、将钻具起钻至安全位置。
S102、配桥接材料堵漏泥浆，并将所述钻具下放至漏失地层。
S103、泵入堵漏泥浆至所述漏失地层以及所述漏失地层的顶部。
S104、将所述钻具起钻至堵漏泥浆顶部，静止或者循环堵漏。
需要说明的是，在进行钻井过程中，当钻进至揭开漏失地层发生井漏后，即将钻具起钻至安全位置(步骤S101)。在一些实施例中，起钻至安全位置指漏失层以上100m左右或者起钻至上层套管内，以防止因井漏造成井筒内液柱压力降低导致裸眼垮塌埋住钻具。
在一些实施例中，配接材料堵漏泥浆是利用不同形状(如颗粒状、片状、纤维状)、尺寸(粗、中、细)的惰性材料，依据不同的漏速，配置不同级配和深度的桥接材料堵漏泥浆，将桥接材料堵漏泥将直接注入漏层，在压差的作用下随着钻井液的漏失，桥接材料在漏失通道中架桥和充填，从而达到堵漏的目的。颗粒状材料包括但不限于常用的有核桃壳、橡胶粒、碎塑料粒、硅藻土、珍珠岩、生石灰、沥清粉等；纤维状材料：主要来源于植物、矿物及一系列合成纤维，如锯末、花生壳、玉米芯、甘蔗渣、棉籽壳、废棕绳等；片状材料包括但不限于常用的有云母片、稻壳、玻璃纸等。目前海上的桥接材料包括但不限于利用不同尺寸的颗粒状、片状、纤维状惰性材料混合配制而成的PF-BLN1、PF-BLN2、PF-BLN3。
步骤S104中，在堵漏过程中，需保持钻具上下活动，以防止出现卡钻等复杂情况发生。
步骤S20、判断堵漏是否成功；若是，则正常钻穿漏失地层，执行步骤S60；若否，则执行步骤S30～S60。
若堵漏成功，则正常钻穿漏失地层，再进行步骤S60的操作。
进一步地，步骤S20包括：
步骤S201、将钻具下放至井底，并将所述钻具的排量打开至预设排量。
步骤S202、判断是否发生漏失，若没有发生漏失则为堵漏成功，若发生漏失，则为堵漏不成功。
本实施例中，预设排量为正常钻进排量。即当在步骤S10中桥接材料堵漏后，即将钻具下放至井底，并将排量打开至正常钻进排量，若此时不发生漏失则为堵漏成功，若发生漏失，则为堵漏不成功。其中，在测试漏失过程中，钻具的排量需要缓慢逐渐往上提升，发生漏失后则不能再继续往上提升排量测试，防止漏速增大，导致井漏失返。在一些实施例中，钻进排量为钻进地层的排量。
步骤S30、随钻堵漏并钻穿漏失地层。
其中，步骤S30包括：在泥浆中持续加入堵漏材料，并采用第一排量控制钻进以预设机械钻速钻穿漏失地层。
本发明实施例中，预设机械钻速为小于20m/h。在一些实施例中，第一排量为正常钻进排量的1/2左右，例如，正常钻进12-1/4”井眼的排量为4000L/min，那么第一排量为2000L/min左右，正常钻进8-1/2”井眼排量为2400L/min，那么第一排量为1200L/min左右。
进一步地，步骤S30还包括：在钻井过程中，每钻一根单根划眼一遍，每钻一个立柱划眼两遍，且钻穿漏失地层10～15m后停止钻进。
在一些实施例中，漏速对排量、泵压敏感，因此，在钻进过程中使用低排量钻进，可以防止漏速扩大甚至失返。另外，钻进过程排量较低，同时由于井漏，导致环空返速低，井眼清洁困难，钻进过程中控制钻进机械钻速小于20m/h，每钻完一根单根划眼一遍，每钻完一个立柱划眼两遍，以保证井下安全。在一些实施例中，由于漏速较大，使用大颗粒的堵漏材料进行随钻堵漏，钻进期间为了保证堵漏材料的浓度，避免堵漏材料被固控***清除，强行钻进漏失地层过程中，拆除振动筛筛布，使堵漏材料、岩屑返出后均闭路回到沉砂池。在一些实施例中，现场每一根钻杆称为一根单根，每钻进一根钻杆单根，上下划眼一遍。现场每三根钻杆单根称为一个立柱，每钻进一个钻杆立柱上下划眼两遍。
步骤S40、控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤水泥浆堵漏。
具体的，在钻穿漏失地层后，起钻，更换注水泥钻具入井，并将注水泥钻具下放至漏失地层底部，注堵漏水泥浆，起钻至堵漏水泥浆顶部30～50m，关闭防喷器，然后挤注水泥浆。
进一步地，步骤S40包括：
步骤S401、计算漏失地层后续钻井过程中所需的漏失地层承压能力。
在一些实施例中，漏失地层承压能力为以下两项中的最大值：
第一、根据下部地层钻井所需最大钻井液密度循环时不压漏漏失地层的情况，模拟出所需的漏失地层承压能力，理论为PF＝9.81×10-3×ρ×H+Pb，式中：PF为漏失地层承压能力(MPa)，ρ为下部地层钻井所需的最大钻井液密度(g/cm3)，H为漏失地层顶部的垂深(m)，Pb为漏失地层以上的环空压力损耗(MPa)。
第二、根据漏失地层井段套管固井期间的环空最大液柱压力不压漏漏失地层而所需的漏失地层承压能力，一般为漏失地层井段套管固井结束后漏失地层的环空静液柱压力，根据公式PF＝9.81×10-3×ρ×H得出，式中：PF为漏失地层承压能力(MPa)，ρ为漏失地层顶部以上的环空流体密度(g/cm3)，H为漏失地层顶部的垂深(m)。
步骤S402、根据所述漏失地层承压能力计算出挤注堵漏水泥浆的地面挤注压力。
在一些实施例中，根据公式P＝PF-9.81×10-3×ρ×H可算出挤注堵漏水泥浆的地面挤注压力，式中：P为地面挤注压力(MPa)，PF为漏失地层承压能力(MPa)，ρ为漏失地层顶部以上的流体密度(g/cm3)，H为漏失地层顶部的垂深(m)。
步骤S403、根据所述地面挤注压力挤注水泥浆。
步骤S404、在挤注水泥浆过程中，监测记录水泥浆出钻杆后至挤水泥前井内总的漏失量，以根据所述漏失量确定挤水泥浆量。
本发明实施例中，根据漏失量确定挤水泥浆量，可以确保漏失地层以上有30m水泥浆。
具体的，设水泥浆出钻杆后至挤水泥前井内总的漏失量为A，挤水泥浆量为B，总注入井内水泥浆量为Q。在整个挤注水泥浆过程中，原则上控制漏失量A与挤水泥浆量B之和等于总注入井内水泥浆量Q减去漏失地层厚度裸眼容积N、30m裸眼容积K之差，即A+B＝Q-N-K。挤水泥浆结束后，确保漏失地层以上有30m水泥浆，可以保证堵漏结束，漏失地层均有水泥浆覆盖，确保堵漏成功，提高堵漏成功率。
进一步地，步骤S40还包括：在挤注水泥浆过程中，以小排量进行挤注。其中，小排量的排量范围为：80L/min～160L/min。
进一步地，步骤S403包括：在第一次挤注水泥浆时，控制第一次挤注量为挤水泥浆量B的一半；判断第一次挤注量的地面压力是否达到地面挤注压力；若是，则停泵，并执行步骤S50；若否，则进行间歇性挤注水泥浆。
其中，间歇性挤注水泥浆为：在第一次挤注水泥浆结束后，停泵，每隔20～30分钟再进行挤注水泥浆，其中，每次挤注水泥浆的挤注量为剩余挤注量的一半，直至地面压力达到地面挤注压力，停泵，并执行步骤S50。
设第一次挤注量为B1，则第一次挤注水泥浆的第一次挤注量为1/2*(总注入井内水泥浆量Q减去漏失地层厚度裸眼容积N、30m裸眼容积K、泥浆漏失量A之差)，即B1＝1/2*(Q-N-K-A)。若地面压力达到地面挤注压力，则停泵，憋压侯凝。若地面压力未达到地面挤注压力，则进行间歇性挤水泥，停泵，每隔20～30min再进行挤注水泥浆作业，后续每次挤注量为1/2*(剩余挤注量)，直至地面压力达到地面挤注压力，停泵，憋压侯凝。每次挤注量均为剩余挤注量的一半，可以确保挤注水泥浆结束后，堵漏水泥浆至少覆盖了漏失地层以上30m。在一些实施例中，每次挤注堵漏水泥浆量可以为1/3*(剩余挤注量)。
本发明实施例中，剩余挤注量为总注入井内水泥浆量Q减去漏失地层厚度裸眼容积N、30m裸眼容积K、泥浆漏失量A、已经挤入水泥浆量之差。因此，第二次挤注量B2为1/2*(剩余挤注量)，即B2＝1/2*(Q-N-K-A-B1)，第三次挤注量为B3＝1/2*(Q-N-K-A-B1-B2)，以此类推。
步骤S50、憋压候凝、钻穿水泥塞。
步骤S50包括：
若所述步骤S40中未挤注进水泥浆，则泄压候凝，并根据地面水泥浆样品强度8～12小时后进行钻水泥塞。
进一步地，步骤S50还包括：
若所述步骤S40中挤入水泥浆，且所述地面压力达到所述地面挤注压力，则进行憋压候凝至地面水泥浆样品初凝，然后进行放压，并在8～12小时后进行钻水泥塞。
在一些实施例中，憋压侯凝为在关闭防喷器的情况下，保持地面压力为所述漏失地层承压能力计算出的地面挤注压力，直至地面水泥浆样品初凝。憋压侯凝期间，若地面压力降低，则补压至所述地面挤注压力，若地面压力升高，则放压至所述地面挤注压力。
通过憋压候凝，可以确保堵漏结束后的地层具有一定的承压能力。
步骤S60、进行地层承压能力测试，若测试不合格，再执行步骤S40～S50，直到地层承压能力测试合格。
具体的，步骤S60包括：关闭防喷器；测试地层承压能力；判断地层承压能力是否为漏失地层承压能力；若是，停泵，并稳压10～15分钟；判断当前地层承压能力是否下降，若不下降，则为测试合格；若下降，则为测试不合格。进一步地，若压力下降或者达不到漏失地层承压能力，则继续进行步骤S40～步骤S50，直至地层压力测试合格，以确保后续作业没有复漏风险，降低作业风险。
本发明通过随钻堵漏并强行钻穿漏失地层，然后通过控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤注堵漏水泥浆堵漏，从而提高堵漏成功率，提高作业效率。在堵漏的同时，提高漏失地层承压能力，降低复漏风险，确保安全钻井，降低作业风险。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (14)
1.一种漏失地层的堵漏方法，其特征在于，包括：
S10、桥接材料堵漏；
S20、判断堵漏是否成功；若是，则正常钻穿漏失地层，再执行步骤S60；若否，则执行步骤S30～S60；
S30、随钻堵漏并钻穿漏失地层；
S40、控制漏失地层承压能力计算的地面挤注压力进行挤水泥浆堵漏；
S50、憋压候凝，钻穿水泥塞；
S60、进行地层承压能力测试，若测试不合格，再执行步骤S40～S50，直到地层承压能力测试合格。
2.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S10包括：
S101、将钻具起钻至安全位置；
S102、配桥接材料堵漏泥浆，并将所述钻具下放至漏失地层；
S103、泵入堵漏泥浆至所述漏失地层以及所述漏失地层的顶部；
S104、将所述钻具起钻至堵漏泥浆顶部，静止或者循环堵漏。
3.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S20包括：
S201、将钻具下放至井底，并将所述钻具的排量打开至预设排量；
S202、判断是否发生漏失，若没有发生漏失则为堵漏成功，若发生漏失，则为堵漏不成功。
4.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S30包括：
在泥浆中持续加入堵漏材料，并采用第一排量控制钻进以预设机械钻速钻穿漏失地层。
5.根据权利要求4所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S30还包括：
在钻井过程中，每钻一根单根划眼一遍，每钻一个立柱划眼两遍，且钻穿漏失地层10～15m后停止钻进。
6.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S40包括：
S401、计算漏失地层后续钻井过程中所需的漏失地层承压能力；
S402、根据所述漏失地层承压能力计算出挤注堵漏水泥浆的地面挤注压力；
S403、根据所述地面挤注压力挤注水泥浆；
S404、在挤注水泥浆过程中，监测记录水泥浆出钻杆后至挤水泥前井内总的漏失量，以根据所述漏失量确定挤水泥浆量。
7.根据权利要求6所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S40还包括：在挤注水泥浆过程中，以小排量进行挤注。
8.根据权利要求6所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S403包括：
在第一次挤注水泥浆时，控制第一次挤注量为所述挤水泥浆量的一半；
判断所述第一次挤注量的地面压力是否达到所述地面挤注压力；
若是，则停泵，并执行步骤S50；
若否，则进行间歇性挤注水泥浆。
9.根据权利要求8所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述间歇性挤注水泥浆包括：
在第一次挤注水泥浆结束后，停泵，每隔20～30分钟再进行挤注水泥浆，其中，每次挤注水泥浆的挤注量为剩余挤注量的一半，直至地面压力达到所述地面挤注压力，停泵，并执行步骤S50。
10.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S50包括：
若所述步骤S40中未挤注进水泥浆，则泄压候凝，并根据地面水泥浆样品强度8～12小时后进行钻水泥塞。
11.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S50还包括：
若所述步骤S40中挤入水泥浆，且所述地面压力达到所述地面挤注压力，则进行憋压候凝至地面水泥浆样品初凝，然后进行放压，并在8～12小时后进行钻水泥塞。
12.根据权利要求11所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述憋压候凝包括：
在关闭防喷器的情况下，保持地面压力为所述漏失地层承压能力计算出的地面挤注压力；
若所述地面压力降低，则补压至所述地面挤注压力；
若所述地面压力升高，则放压至所述地面挤注压力。
13.根据权利要求1所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述步骤S60包括：
关闭防喷器；
测试地层承压能力；
判断所述地层承压能力是否为所述漏失地层承压能力；
若是，停泵，并稳压10～15分钟；
判断当前地层承压能力是否下降，若不下降，则为测试合格；若下降，则为测试不合格。
14.根据权利要求7所述的漏失地层的堵漏方法，其特征在于，所述小排量的排量范围为：80L/min～160L/min。
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