大裂縫性漏失堵漏新技術(shù)

景步宏 儲明來 丁建林 吳富生

摘要：針對江蘇油田裂縫性漏失在處理過程中遇到的架橋材料較大，無法通過泥漿泵濾網(wǎng)和鉆頭的問題，調(diào)研解決此問題的工藝和方法。根據(jù)堵漏工具的結(jié)構(gòu)與原理，并結(jié)合現(xiàn)場實際情況。研究出一種旁通閥式堵漏材料送入工具，可將堵漏或固壁材料準(zhǔn)確地送至預(yù)定位置。同時，為了提高堵漏成功率和工作質(zhì)量，避免堵漏材料的浪費，有必要關(guān)閉環(huán)空，針對沒有安裝防噴器的井，開發(fā)了旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器，可快速密封井口環(huán)空。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用，取得成功。以上技術(shù)為解決大型和特大型漏失復(fù)雜問題提供了新的方法。

關(guān)鍵詞：井漏；防漏堵漏；送入工具；液壓封堵器；江蘇油田

中圖分類類號：TE256文獻標(biāo)識碼：A

前言

井漏是鉆井過程中常見的井下復(fù)雜情況之一，它耗費鉆井時間，損失泥漿，可能引起卡鉆、井噴、井塌等一系列復(fù)雜情況，甚至導(dǎo)致井眼報廢，造成重大經(jīng)濟損失。井漏對油氣勘探、鉆井和開發(fā)作業(yè)所帶來的危害，可以歸納為：①井漏延誤鉆井作業(yè)時間，延長鉆井周期；②井漏直接造成巨大的物資損失；③儲層漏失會損害產(chǎn)能；④干擾地質(zhì)錄井工作；⑤井漏干擾泥漿性能的正常維護處理；⑥井漏會引起井下復(fù)雜情況。由于井漏所帶來的危害，防漏堵漏技術(shù)得到了快速發(fā)展，目前已經(jīng)研究和開發(fā)了橋接堵漏材料、化學(xué)堵劑、高失水堵漏劑、單向壓力封閉劑及各種堵漏稠漿等多方面的新型堵漏材料…。鉆井工程在處理井漏的過程中，對于滲透性漏失小的裂縫性漏失，一般通過泥漿泵在地面將堵漏劑和攜帶液混合(密度比較小)后注入井下擠入地層，能起到封堵的效果，但當(dāng)遇到較大和大型的漏失時，則需要使用較大尺寸的材料進行封堵，此時將堵漏材料混入鉆井液通過泥漿泵送到漏失地層是很難實現(xiàn)的，另外對于膨脹性有機堵漏材料的膨脹性和時間要求十分嚴(yán)格，施工要求高，需要用一種專用工具將堵漏材料輸送至漏層位置。為此，研究了一種旁通閥式堵漏材料送入工具，可將堵漏或固壁材料準(zhǔn)確地送至預(yù)定位置，避免配置大量的堵漏或固壁材料，節(jié)約了大量費用，同時可避免膨脹性有機堵漏材料在施工過程中膨脹，失去堵漏效果。為了提高堵漏成功率和工作質(zhì)量，避免堵漏材料的浪費，當(dāng)經(jīng)過鉆桿的堵漏材料到達漏失地層時，必須阻止泥漿的循環(huán)(即封閉環(huán)空)。常規(guī)作業(yè)法，安裝有防噴器的井，關(guān)閉防噴器即可阻止鉆桿和井筒之間泥漿的循環(huán)，將堵漏材料準(zhǔn)確送入漏失地層；若沒有安裝防噴器，則無法阻止鉆桿和井筒之間泥漿的循環(huán)，導(dǎo)致浪費堵漏材料，達不到堵漏效果。安裝有防噴器的井，由于防噴器結(jié)果復(fù)雜，操作費時費力，工人勞動強度大，更換膠芯不方便，若鉆桿需要旋轉(zhuǎn)時，動密封效果不好。為此，開發(fā)了旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器，可快速進行密封井口環(huán)空。

1堵漏工具的結(jié)構(gòu)與原理

堵漏工具的結(jié)構(gòu)與原理如圖1所示。

1.1井下堵漏材料送入工具的結(jié)構(gòu)與原理

鉆井堵漏裝置工作原理(圖1)：先將堵漏工具總成Ⅱ與幾根套管連接起來(套管數(shù)量根據(jù)大顆粒材料數(shù)量而定)，由井口人工灌入一定數(shù)量大顆粒材料，再接上堵漏工具總成I，最后根據(jù)井深連接一定數(shù)量鉆桿，接鉆桿的過程中，為防止井壁坍塌，由泥漿泵注入泥漿，經(jīng)過鉆桿再經(jīng)中心滑桿由E出口排出，循環(huán)井筒，確保井壁不會發(fā)生坍塌。當(dāng)堵漏工具總成Ⅱ下到指定位置，經(jīng)鉆桿內(nèi)部投入鋼球，當(dāng)鋼球與中心滑桿相接，加大泥漿排量，當(dāng)壓力達到一定程度剪切銷釘被剪斷，中心滑桿下滑接觸到堵頭，泥漿經(jīng)M出口再經(jīng)N出口到套管，當(dāng)套管內(nèi)壓力達到一定程度剪切銷釘被剪斷，大顆粒材料沖開尼龍堵頭進入漏失地層，封堵地層。工具主要技術(shù)參數(shù)見表1。

1.2旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器的結(jié)構(gòu)與原理

旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器的下接頭旋轉(zhuǎn)體接鉆桿，上接頭旋轉(zhuǎn)體接鉆桿或方鉆桿。當(dāng)鉆桿內(nèi)的堵漏材料下到漏失地層位置時，用高壓管線連接好旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器的液壓油進口接頭和鉆臺上液壓泵站出口接頭，對缸套注入高壓液壓油，推動缸套下行，再推動兩膠筒擴脹，密封表層套管，當(dāng)下部鉆桿遇阻時，旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器上下安裝有兩軸承，鉆桿可以正常旋轉(zhuǎn)，不影響膠筒的密封性。旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器的膠筒擴脹密封表層套管，阻止鉆桿和井筒之間的泥漿循環(huán)，將堵漏材料準(zhǔn)確送入漏失地層。完成堵漏材料準(zhǔn)確送入漏失地層后，當(dāng)高壓油泄壓后，膠筒因自身的彈性而恢復(fù)原形，即可進行正常的起鉆作業(yè)。該旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器的封堵壓力可以達到30MPa以上。該封堵器的技術(shù)參數(shù)見表2。

2施工工藝

2.1井下堵漏材料送入工具操作步驟

(1)在地面檢查組裝好上接頭總成，選擇合適的銷釘，將銷釘擋套和滑套裝好，并在滑套上裝上“0”型圈，整體放入上接頭體內(nèi)，在下部裝上托盤即完成了上接頭總成的檢查組裝。

(2)在地面將堵漏材料按一定配比配好，如果需要使用稻草等長纖維堵漏材料，應(yīng)預(yù)先將其浸濕，以減少填充阻力。

(3)在井口將下接頭總成接在套管(根據(jù)堵漏材料的類別選擇套管的長度)底部的公接頭上，下入井內(nèi)坐在鉆盤面上，向工具內(nèi)裝入堵漏材料，裝滿后，接上工具上接頭總成。

(4)在工具上接頭上部接上鉆桿后進行下鉆，下鉆過程中，需要時鉆井液可以通過旁通孔建立循環(huán)，一旦下到預(yù)定的堵漏位置，開泵正常后即可進行投球，鋼球到達滑套的球座位置時，鉆具內(nèi)憋壓剪斷銷釘，滑套下移，關(guān)閉旁通孔，打開通往堵漏材料的通道，通過鉆井液壓力將工具的下接頭的擋板擠掉，并將堵漏材料擠出套管。上提鉆具，關(guān)閉防噴器或使用井口封隔器封閉井眼環(huán)空，繼續(xù)泵入鉆井液，通過環(huán)空憋壓將堵漏材料擠入漏層，實現(xiàn)堵漏目的。

2，2旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器操作步驟

(1)地面試驗，利用液壓泵，給旋轉(zhuǎn)式井口裝置提供液壓源，此時液缸開始動作，壓縮膠筒變形，泄壓時，膠筒能迅速恢復(fù)原狀，說明可控井口裝置工作正常，可以下井。

(2)下井試驗。裝置連接在鉆桿與方鉆桿之間，根據(jù)地層需要，給可控井口裝置施加適當(dāng)壓力時，開泵循環(huán)，井口無泥漿返出，說明裝置已對井口鉆桿和表層套管環(huán)空之間實現(xiàn)了有效封堵。

2.3注意事項

(1)井眼準(zhǔn)備。井眼必須起下鉆正常，以便工具能順利下至預(yù)定的漏層位置，避免在下鉆過程中出現(xiàn)劃眼等作業(yè)。

(2)工具準(zhǔn)備。工具的上接頭總成和下接頭必須認真檢查和組裝。尤其是上接頭總成必須仔細檢查，選擇合適直徑的銷釘，確保銷釘?shù)目煽啃院突椎捻樌\行。

(3)堵漏材料準(zhǔn)備。必須根據(jù)井下漏層類型選擇合適的堵漏材料和配比，并進行混拌，確保裝入儲料筒后到達井下能順利擠出。

(4)下鉆操作。下鉆要控制速度，禁止猛放和猛頓，防止堵漏材料提前漏出筒外。

(5)關(guān)閉環(huán)空。通過液壓泵給井口液壓封堵器加壓，封堵環(huán)空。

(6)開泵操作。到達預(yù)定位置，投球后開泵要小排量，開泵要均勻，防止開泵過猛將堵漏材料壓

實在筒內(nèi)難以擠出，并嚴(yán)格控制擠注壓力，防止憋漏上部地層。3現(xiàn)場應(yīng)用

2007年1月，在天79—1井進行現(xiàn)場應(yīng)用。該井在井深605～695、920～930、1265.7m等多處均發(fā)生不同程度的井漏，漏失速度最高達60m³／h，總共漏失量為260m³，在進行多次常規(guī)堵漏作業(yè)效果差的情況下，決定采用專用送人工具擠高濃度堵漏材料進行堵漏。所用的堵漏材料包括：25kg5cm長稻草，50kg棉籽殼，50kg復(fù)堵(大)，25kg復(fù)堵(小)，10kg鋸末，預(yù)先將其浸濕，混合好后裝入套管內(nèi)。將工具下到1200m位置后，接新研制的井口簡易封井器，裝置連接在鉆桿與方鉆桿之間，利用液壓泵，給旋轉(zhuǎn)式井口裝置提供壓力源，封堵環(huán)空，然后開泵循環(huán)暢通，投球，泵壓由6.5MPa上升至8.5MPa后迅速降低至5.5MPa，堵漏漿順利到達漏層，加1.5MPa壓力時，開泵循環(huán)壓力達到3MPa時，井口無鉆井液返出，說明裝置已在井口鉆具和表層套管環(huán)空之間實現(xiàn)了有效封堵。1.5MPa壓力關(guān)井憋壓3h。擠注結(jié)束，液壓泵泄壓，膠筒能迅速恢復(fù)原狀打開井口封堵器關(guān)井，起出工具以后，該井漏失速度由60m³／h降低至3m³／h左右，堵漏試驗取得成功。

4結(jié)論與認識

(1)對于較大和大型漏失地層，常規(guī)堵漏方法難以取得成功，采用新研制的專用堵漏材料送入工具和配套的井口密封裝置，可實現(xiàn)高濃度大顆粒材料和長纖維堵漏材料的定點送入和擠入漏失層的任務(wù)，可提高堵漏的針對性，通過憋壓擠堵，提高了堵漏材料的使用效率和堵漏的針對性。若漏失層明確，漏失段長較小，高濃度段塞擠堵可作為突發(fā)大型井漏的首選處理方案，具有較好的推廣價值。

(2)井口密封裝置是一種簡易的封井器，可起到良好的密封井筒環(huán)空的作用，可作為防噴器的簡易替代品，在井控安全工作中也具有良好的推廣應(yīng)用前景。

(3)必須先摸清漏層位置，地層要穩(wěn)定，不垮塌；可根據(jù)井下漏失情況考慮送入的堵漏材料數(shù)量和類型；使用中可根據(jù)漏層的具體情況和堵漏材料的需要量，適當(dāng)增加套管數(shù)量。

參考文獻：

[1]徐同臺，劉玉杰，等，鉆井工程防漏堵漏技術(shù)[M]，北京：石油工業(yè)出版社，1997：80—104，140—160.

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[3]張宗林，丁建林，等，旋轉(zhuǎn)式井口液壓封堵器[P]，中國專利，專利號200620075302，6，2007—08—22.