一種石油鉆井井壁加固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油鉆井加固鉆井井壁技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種石油鉆井井壁加固方法。
【背景技術(shù)】
[0002]井壁穩(wěn)定問(wèn)題是石油勘探開發(fā)工程中經(jīng)常遇到的一個(gè)十分復(fù)雜的難題。隨著勘探開發(fā)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，地層條件變得更復(fù)雜，井壁不穩(wěn)定經(jīng)常成為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)目的的障礙，既影響了鉆井速度與測(cè)井、固井質(zhì)量，又影響了后期石油開采，甚至還可能使部分地區(qū)無(wú)法鉆達(dá)目的層，影響勘探目的實(shí)現(xiàn)。因此，井壁穩(wěn)定研究對(duì)油田的勘探開發(fā)來(lái)說(shuō)意義重大，為了應(yīng)對(duì)井壁不穩(wěn)定問(wèn)題，多年來(lái)國(guó)內(nèi)外許多研究人員一直致力于井壁穩(wěn)定技術(shù)的研究。
[0003]井壁加固技術(shù)就是在鉆穿部分不穩(wěn)定地層后，為保證下一階段的安全鉆進(jìn)，通過(guò)采用特殊的鉆井液預(yù)處理技術(shù)，對(duì)已鉆的不穩(wěn)定地層實(shí)施封堵加固，使井壁的穩(wěn)定性能和承壓能力明顯提高。如江蘇油田在實(shí)踐中摸索了用水泥漿封固復(fù)雜井段、加固不穩(wěn)定地層的新技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了安全鉆進(jìn)的目的。又如俄羅斯韃靼石油科學(xué)研究設(shè)計(jì)院開發(fā)了加固泥巖新工藝。該工藝以降低泥巖水化活性為基礎(chǔ)，對(duì)正在鉆井和已經(jīng)鉆開井筒附近區(qū)的泥巖地層用季胺水溶液進(jìn)行處理，例如用可溶于水的陽(yáng)離子高分子電解質(zhì)溶液。試驗(yàn)結(jié)果證明，新工藝減少了擴(kuò)徑引起的故障，改善了固井質(zhì)量。
[0004]盡管國(guó)內(nèi)外研究人員在井壁穩(wěn)定方面進(jìn)行了不懈努力，也取得了較大的發(fā)展，但井壁不穩(wěn)定仍然是當(dāng)前油田勘探開發(fā)工程中普遍存在的一個(gè)井下復(fù)雜情況。例如在川東北等復(fù)雜地層，該地區(qū)上部井段為提高鉆速，多采用空氣鉆井的方式進(jìn)行，而下部井段又轉(zhuǎn)換成鉆井液進(jìn)彳丁鉆井，但由于地層中存在多個(gè)壓力層系，往往隨著鉆井液S度的不斷提聞，上部地層承壓能力不夠就會(huì)引起井壁失穩(wěn)，造成漏失。傳統(tǒng)的處理方法是進(jìn)行承壓堵漏提高上部井段的承壓能力，多采用物理封堵的方法進(jìn)行，即采用纖維和顆粒狀封堵材料進(jìn)行暫堵，提高地層承壓能力。但是該方法承壓能力較低，對(duì)拓寬地層鉆井液安全密度窗口的作用有限，往往會(huì)隨著井深和鉆井液密度的不斷提高，造成上部井段的多次重復(fù)漏失，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響鉆井速度和勘探效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)的不足，提供一種石油鉆井井壁加固方法，利用高強(qiáng)度封固材料加固井壁，提高地層承壓能力，減少井壁失穩(wěn)發(fā)生的可能性，拓寬鉆井液安全密度窗口，提高多壓力層系復(fù)雜地層的勘探開發(fā)的效益和速度。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種石油鉆井井壁加固方法是利用施工工藝將處理后的馬麗散樹脂和馬麗散催化劑推擠入井壁中，待其固化后形成馬麗散固化物封堵加固井壁。
[0007]上述方案中，所述馬麗散固化物是一種低粘度，雙組分合成高分子一聚亞胺膠脂材料，它由馬麗散樹脂和馬麗散催化劑兩種物質(zhì)按照體積比1:1反應(yīng)而成，當(dāng)反應(yīng)或遇水時(shí)產(chǎn)生膨脹，本身反應(yīng)或發(fā)泡生成多元網(wǎng)狀密彈性體的特征。在封堵裂隙加固煤巖層時(shí)，煤巖層不含水時(shí)產(chǎn)品膨脹率也相應(yīng)變小(膨脹倍數(shù)為2?4倍)，成品抗壓介于25?38Mpa ;在遇水后時(shí)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生膨脹，在膨脹壓力的作用下產(chǎn)生二次滲壓(膨脹倍數(shù)為20?25倍)，成品抗壓介于15?25Mpa。
[0008]上述方案中，所述馬麗散樹脂的處理方法是指在馬麗散樹脂中加入乙酸、乳酸、油酸中的一種或幾種組合物做為緩凝劑。
[0009]上述方案中，馬麗散樹脂和馬麗散催化劑均為兗州浩珂?zhèn)ゲ┑V業(yè)工程有限公司生產(chǎn)。
[0010]上述方案中，所述馬麗散固壁的施工工藝是采用雙管路注入工藝:首先下光鉆桿到實(shí)施井段上部4(T50m處，根據(jù)井眼容積大小從鉆桿中注入0.5^1m3純堿水溶液做為隔離液，然后泵入處理后的馬麗散樹脂，利用鉆井液將處理后的馬麗散樹脂頂替至實(shí)施井段；其二，關(guān)閉封井器，從井內(nèi)環(huán)形空間擠入0.5?lm3純堿水溶液做為隔離液，然后從環(huán)形空間擠入與處理后的馬麗散樹脂相同體積的馬麗散催化劑至實(shí)施井段，與處理后的馬麗散樹脂混合后反應(yīng)形成馬麗散固化物，對(duì)實(shí)施井段進(jìn)行有效封堵，然后上提鉆具起鉆。
[0011]上述施工工藝中，泵入的馬麗散樹脂的體積是根據(jù)井眼容積大小來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，保證馬麗散樹脂能超出需要固化井段的長(zhǎng)度上下各10m。
[0012]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
①本發(fā)明采用的馬麗散材料具有很高的強(qiáng)度，在對(duì)井壁固化之后，能很大程度上提高地層承壓能力，拓寬鉆井液安全密度窗口，避免地層因鉆井液密度的提高而發(fā)生漏失。
[0013]②本發(fā)明使用的馬麗散材料遇水能產(chǎn)生膨脹倍數(shù)更大的封固層，因此，在地層出水的情況下，也能很好的完成井壁的加固，克服了常規(guī)固化材料遇水失效的不利情況。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例一:
如在鉆頭直徑為215.9mm、鉆桿直徑為127mm的井眼中，對(duì)85(T860m的井段進(jìn)行固化。首先下光鉆桿到810m處,從鉆桿中注入0.5m3純堿水溶液做為隔離液,然后泵入處理后的馬麗散樹脂1.6 m3 (可封固83(T880m井段)，為馬麗散樹脂及乙酸的混合物，然后利用鉆井液將處理后的馬麗散樹脂頂替至85(T860m井段。關(guān)閉封井器后，先從環(huán)形空間擠入Im3純堿水溶液做為隔離液，然后從環(huán)形空間擠入同處理后的馬麗散樹脂相同體積的馬麗散催化劑至85(T860m井段，與處理后的馬麗散樹脂混合后反應(yīng)形成馬麗散固化物，對(duì)實(shí)施井段進(jìn)行有效封堵，然后上提鉆具起鉆。最后，待馬麗散固化物完全固化即可完成井壁的加固。
[0015]實(shí)施例二:
如在鉆頭直徑為215.9mm、鉆桿直徑為127mm的井眼中，對(duì)85(T860m的井段進(jìn)行固化。首先下光鉆桿到810m處,從鉆桿中注入Im3純堿水溶液做為隔離液,然后泵入處理后的馬麗散樹脂1.6 m3 (可封固83(T880m井段)，為馬麗散樹脂及乳酸的混合物，然后利用鉆井液將處理后的馬麗散樹脂頂替至85(T860m井段。關(guān)閉封井器后，先從環(huán)形空間擠入Im3純堿水溶液做為隔離液，然后從環(huán)形空間擠入同處理后的馬麗散樹脂相同體積的馬麗散催化劑至85(T860m井段，與處理后的馬麗散樹脂混合后反應(yīng)形成馬麗散固化物，對(duì)實(shí)施井段進(jìn)行有效封堵，然后上提鉆具起鉆。最后，待馬麗散固化物完全固化即可完成井壁的加固。
[0016]馬麗散樹脂和馬麗散催化劑均有兗州浩珂?zhèn)ゲ┑V業(yè)工程有限公司生產(chǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種石油鉆井井壁加固方法，其特征是將處理后的馬麗散樹脂和馬麗散催化劑推擠入井壁中，然后待其固化后形成馬麗散固化物封堵加固井壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井井壁加固方法，其特征是:所述馬麗散樹脂的處理方法是指在馬麗散樹脂中加入乙酸、乳酸、油酸中的一種或幾種組合物做為緩凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的石油鉆井井壁加固方法，其特征是將馬麗散推擠入井壁施工工藝是采用雙管路注入工藝:首先，下光鉆桿到實(shí)施井段上部4(T50m處，根據(jù)井眼容積大小從鉆桿中注入0.5^1m3純堿水溶液做為隔離液，然后泵入處理后的馬麗散樹脂，利用鉆井液將處理后的馬麗散樹脂頂替至實(shí)施井段；其二，關(guān)閉封井器，從井內(nèi)環(huán)空擠入0.5^1m3純堿水溶液做為隔離液，然后從環(huán)空擠入與處理后的馬麗散樹脂相同體積的馬麗散催化劑至實(shí)施井段，與處理后的馬麗散樹脂混合后反應(yīng)形成馬麗散固化物，對(duì)實(shí)施井段進(jìn)行有效封堵，然后上提鉆具起鉆。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述施工工藝，其特征在于，泵入的馬麗散樹脂的體積是根據(jù)井眼容積大小來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，保證馬麗散樹脂能超出需要固化井段的長(zhǎng)度上下各10m。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種石油鉆井井壁加固方法，采用雙管路注入工藝：首先下光鉆桿到實(shí)施井段上部，根據(jù)井眼容積大小從鉆桿中注入純堿水溶液做為隔離液，然后泵入處理后的馬麗散樹脂，利用鉆井液將處理后的馬麗散樹脂頂替至實(shí)施井段；其二，關(guān)閉封井器，從井內(nèi)環(huán)形空間擠入純堿水溶液做為隔離液，然后從環(huán)形空間擠入與處理后的馬麗散樹脂相同體積的馬麗散催化劑至實(shí)施井段，與處理后的馬麗散樹脂混合后反應(yīng)形成馬麗散固化物，對(duì)實(shí)施井段進(jìn)行有效封堵，然后上提鉆具起鉆。該方法利用高強(qiáng)度封固材料，加固空氣鉆井所鉆井壁，提高地層承壓能力，減少井壁失穩(wěn)發(fā)生的可能性，拓寬鉆井液安全密度窗口，提高多壓力層系復(fù)雜地層的勘探開發(fā)的效益和速度。
【IPC分類】E21D5-00
【公開號(hào)】CN104564082
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310510832
【發(fā)明人】劉振東, 何興貴, 李公讓, 唐代緒, 劉從軍
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月27日