專利名稱：一種處理沉砂卡鉆事故的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油鉆井中處理沉砂卡鉆事故的工藝，特別是一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，屬于石油鉆井領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
南梁區(qū)塊是目前長慶油田公司產(chǎn)能建設的重點開發(fā)區(qū)塊，目的層在長4+5的井垂深在1800米左右，平均井深2000米左右，長10探井平均井深2359米，該區(qū)塊直羅組不穩(wěn)定，易坍塌。2001 2009年該區(qū)塊開發(fā)以來，發(fā)生沉砂卡鉆幾率較大，而且通常采用套銑倒扣，事故處理周期長，平均處理周期7天左右，最長可達20天，處理不好最終還得填井側(cè)鉆，也影響鉆井提速。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，下面簡稱為一種“憋漏反吐”工藝，該工藝是通過近兩年在陜北南梁油田沉砂卡鉆事故處理的經(jīng)驗，充分利用沉砂卡鉆事故的發(fā)生特點，結(jié)合井漏機理，利用人工造漏裂縫結(jié)合地層圈閉理論，配合地面震擊，提出一種新型的處理工藝。該工藝打破沉砂卡鉆傳統(tǒng)的處理模式，簡化套銑倒扣工序，提高事故處理效率，從而降低鉆井成本。為實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是設計一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是通過往地層擠注的小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼和鉆頭，進入壓裂的裂縫腔與環(huán)空沉砂形成的地層圈閉，在地面震擊器的震擊力的作用下，環(huán)空沉砂蠕動，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出的鉆井液達到解卡的目的。一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是該工藝的具體步驟如下 1)使鉆具水眼及鉆頭水眼通暢、鉆頭離井底的距離不小于5米；
2)關(guān)閉回水閘門，摘掉鉆井泵兩個凡爾，留下一個凡爾，排量控制在10L/S；
3)接地面震擊器；
4)用單凡爾往地層擠注小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼和鉆頭，進入壓裂的裂縫腔與環(huán)空沉砂形成的地層圈閉，同時不用停鉆井泵，利用地面震擊器連續(xù)震擊；
5)憋漏地層，繼續(xù)向地層擠注鉆井液，當鉆井液漏完時，用清水聚合物代替，地面震擊器連續(xù)震擊；
6)地層注鉆井液充滿裂縫腔，達到承壓臨界值時，憋壓反吐，在地面震擊器的作用下， 環(huán)空沉砂蠕動，在裂縫腔壓力作用下，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出鉆井液；
7)處理返出的鉆井液，提粘攜砂，加大排量，循環(huán)出環(huán)空沉砂，活動鉆具，解卡。所述的壓裂的裂縫腔必須要有SMPa以上的地層承壓能力。所述步驟幻關(guān)閉回水閘門，摘掉鉆井泵兩個凡爾，留下一個凡爾時，要連續(xù)開鉆井泵。
所述的步驟3)接地面震擊器在使用時地面震擊前先將地面震擊器調(diào)零，然后從小到大依次調(diào)節(jié)不同的噸位震擊，震擊噸位不能超過卡點以上鉆具重量和震擊器的最大震擊噸位。所述的步驟3)接地面震擊器的震擊與開鉆井泵同時進行。所述的清水聚合物是由以下原料按下述重量百分數(shù)混合復配制成 0. 2%-0. 4%PAM、0. l%-0. 2%K_PAM、0. l%-0. 3%CMP。本發(fā)明的技術(shù)方案的理論依據(jù)是它能夠把井漏與沉砂卡鉆機理有效的結(jié)合起來。井漏的類型一般分為滲透性漏失、人為裂縫性漏失、天然裂縫性漏失、溶洞漏失等四種類型。一般由于井壁坍塌、攜砂能力差、循環(huán)時間不夠造成的環(huán)空堵塞憋漏地層屬于人為裂縫性漏失，這種漏失往往是泵壓上升，鉆井液只進不返，但環(huán)空液面不下降，停泵后鉆柱內(nèi)有回壓，當擠注壓力超過井筒地層的承壓能力，憋裂撐開地層，且該地層無連續(xù)的裂縫性通道，形成一定容量的封閉性裂縫。繼續(xù)擠注，將該裂縫撐得更大一點，容量也就更大一些。當環(huán)空施加的壓力釋放，被撐開的裂縫閉合，其中鉆井液被壓出，所以井口馬上返出鉆井液，當裂縫內(nèi)鉆井液返完即停止，返出量略小于漏失量(漏失量越大，憋壓時間越長，裂縫閉合時也會滯留一部分在裂縫內(nèi))。由于裂縫已被憋開，在此后循環(huán)鉆井液時，環(huán)空循環(huán)阻力作用于該處，當大于它的承壓能力時，裂縫再次張開，鉆井液再次漏失，停泵時循環(huán)阻力消失，裂縫再次閉合，鉆井液再次反吐，此種漏失屬壓裂性圈閉漏失。由于環(huán)空堵塞，當往地層開泵擠注鉆井液相當于“關(guān)井憋壓”擠注壓漏地層原理 當擠注壓力超過井筒地層的承壓能力，憋裂撐開地層，地層發(fā)生漏失。一旦開井壓裂腔的壓力釋放，被撐開的裂縫閉合，其中的鉆井液被壓出的過程。如何打開循環(huán)通道，實施“開井”， 通常采用地面震擊配合得以完成。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的工藝充分利用沉砂卡鉆事故的發(fā)生特點，結(jié)合井漏機理，利用人工造漏裂縫結(jié)合地層圈閉理論，配合地面震擊，打破沉砂卡鉆傳統(tǒng)的處理模式，簡化套銑倒扣工序，提高事故處理效率，從而降低鉆井成本。


下面結(jié)合實施例及實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定
圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、壓裂的裂縫腔；2、鉆頭；3、往地層擠注的小排量鉆井液；4、環(huán)空沉砂；5、 返出的鉆井液；6、鉆具水眼；7、地面震擊器；8、回水閘門；9、凡爾；10、鉆井泵。
具體實施例方式一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是通過往地層擠注的小排量鉆井液3，流經(jīng)鉆具水眼6和鉆頭2，進入壓裂的裂縫腔1與環(huán)空沉砂4形成的地層圈閉，在地面震擊器 7的震擊力的作用下，環(huán)空沉砂4蠕動，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出的鉆井液達到解卡的目的。實施例1一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，具體步驟如下
1)使鉆具水眼6及鉆頭2水眼通暢、鉆頭2離井底的距離不小于5米；
2)關(guān)閉回水閘門8，摘掉鉆井泵10兩個凡爾9，留下一個凡爾9，排量控制在10L/S；
3)接地面震擊器7；
4)用單凡爾往地層憋入小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼6和鉆頭2，進入壓裂的裂縫腔1 與環(huán)空沉砂4形成的地層圈閉，同時不用停鉆井泵10，利用地面震擊器7連續(xù)震擊；
5)憋漏地層，繼續(xù)往地層注鉆井液，地面震擊器7連續(xù)震擊；
6)地層注鉆井液充滿裂縫腔，達到承壓臨界值時，憋壓反吐，在地面震擊器的作用下， 環(huán)空沉砂4蠕動，在裂縫腔壓力作用下，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出鉆井液；
7)處理返出的鉆井液5，提粘攜砂，加大排量，循環(huán)出環(huán)空沉砂4，活動鉆具，解卡。實施例2
如圖1所示本發(fā)明工藝的具體操作步驟如下
1)使鉆具水眼6及鉆頭2水眼通暢、鉆頭2離井底的距離不小于5米；
2)關(guān)閉回水閘門8，摘掉鉆井泵10兩個凡爾9，留下一個凡爾9，排量控制在10L/S；要連續(xù)開鉆井泵10 ；
3)接地面震擊器7；地面震擊器7在使用時地面震擊前先調(diào)零，然后從小到大依次調(diào)節(jié)不同的噸位震擊，震擊噸位不能超過卡點以上鉆具重量和震擊器的最大震擊噸位。地面震擊器7的震擊與開鉆井泵10同時進行；
4)用單凡爾往地層憋入小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼6和鉆頭2，進入壓裂的裂縫腔1 與環(huán)空沉砂4形成的地層圈閉，同時不用停鉆井泵，利用地面震擊器7連續(xù)震擊；
5)憋漏地層，繼續(xù)往地層注鉆井液，當鉆井液漏完時，用清水聚合物代替，相當往地層注水，地面震擊器7連續(xù)震擊；所述的清水聚合物是由以下原料按下述重量百分數(shù)混合復配制成0. 2%-0. 4%PAM、0. l%-0. 2%K_PAM、0. l%-0. 3%，其中，PAM 為聚丙烯酰胺、K-PAM 為聚丙烯酸鉀、CMP復合金屬聚合物；
6)地層注鉆井液充滿裂縫腔，達到承壓臨界值時，憋壓反吐，在地面震擊器的作用下， 環(huán)空沉砂4蠕動，在裂縫腔壓力作用下，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出鉆井液；所述的裂縫腔必須要有SMPa以上的地層承壓能力；
7)處理返出的鉆井液5，提粘攜砂，加大排量，循環(huán)出環(huán)空沉砂4，活動鉆具，解卡。1、現(xiàn)場施工常見錯誤做法
(1)開不了鉆井泵，倒小排量循環(huán)時，全部打開回水閘門，致使鉆井液全部從低壓閘門處循環(huán)，而無法往井里建立憋壓循環(huán)，從而錯過最佳處理時機。(2)對于表套腳較淺，由于其承壓能力低，若一直憋泵，致使鉆井液從表套外環(huán)空返出地面，從而無法建立圈閉裂縫。鉆具懸重較輕，震擊噸位過大，有可能導致頓斷大繩等現(xiàn)象。(3)以往常見沉砂卡鉆，無法建立循環(huán)，通常馬上組織套銑筒和反扣鉆具，這樣就錯失了 “憋壓反吐”打開循環(huán)通道的機會，一般超過M小時方可考慮套銑倒扣。(4)地面震擊與開泵憋壓循環(huán)不能同時進行。(5)循環(huán)通道打開后，急于起鉆，導致二次沉砂卡鉆。
2.注意事項
(1) 一旦開不了鉆井泵，馬上倒成小排量循環(huán)。(2)小排量循環(huán)時，建議采用拆掉兩個凡爾，只留一個凡爾，同時關(guān)閉低壓閘門的方法。(3)地面震擊時，震擊噸位不能超過卡點以上鉆具重量和震擊器的最大震擊噸位。(4)地面震擊與開泵憋壓循環(huán)要同時進行，要充分利用地面震擊時，環(huán)空砂子的蠕動和憋壓循環(huán)，使部分砂子進入人工裂縫。(5)循環(huán)通道打開后，要用原排量循環(huán)廣2周，再轉(zhuǎn)成大排量，同時提粘攜砂，處理好鉆井液，再循環(huán)廣2周。避免產(chǎn)生二次沉砂卡鉆。本發(fā)明的工藝于2011年在長慶陜北油田易發(fā)生沉砂卡鉆的南梁西區(qū)進行了試驗，取得了良好的效果。表 1
dj
午 107 it
山03641并
發(fā)生8 間
9 月 1 a i: M
9 月 24 R 35
O O
2 曰 2 M O
MwIifiI
9 > 1+9 S 13 50
9 P, 日〖0 55
⑶月2日20:30
失時間(.小Si)
被發(fā)生時
mrnm
siiii
IsiFiii
1646米■動粘薆柴滅tt靖guff 沉 卡鉆
地函S擊 單Λ
IfeBS密+攀A 爾《蔡》β漏
地面霞φ *單凡爾隱BM
處理》藥
mmmmmMM
差.immmh 到安全弁段 ③掛泵an.未用單凡爾題泵
CB ?！?br> 差.前幾越+f占取芯 Ιδ.來轉(zhuǎn)優(yōu)
③観.mim
-^榮采讁. 酉是IStt
①渭動枯a來！是
Μ
⑩種爨過s. Jfc λ單凡爾頂泵 ③帶囊柴油*狀
以上3起卡鉆的現(xiàn)象是不能開鉆井泵建立循環(huán)，鉆具不能轉(zhuǎn)動和上提下放，是典型的沉砂卡鉆，以往傳統(tǒng)的處理模式是上套銑筒和反扣鉆具進行套銑倒扣，費時費財費力，而套銑倒扣平均處理時間為168小時(7天)左右。但是使用地層“憋漏反吐”技術(shù)配合地面震擊，沉砂卡鉆能夠很快地處理，平均處理時間為12小時。平均每口井節(jié)約156小時。
本發(fā)明產(chǎn)生的效益
一旦發(fā)生沉砂卡鉆就套銑倒扣，以一口井2000米井深算，處理時間為7天，所產(chǎn)生的費
6用如下
反扣鉆具及套銑筒運費3000元/車X3車X2次=18000元
反扣鉆具及套銑筒使用費50000元
打撈工具費用5000元/個X8個=40000元
柴油費用6000元/噸X3噸/天X7天=126000元
化工料費用60000元
合計29. 4萬元。而地層“憋壓反吐”技術(shù)應用，處理時間平均為12小時計，所產(chǎn)生的費用如下 柴油費用6000元/噸X3噸/天X0. 5天=9000元
化工料費用10000元合計1. 9萬元。則每口井節(jié)約的費用29. 4萬/ 口一 1.9萬/ 口 =27. 5萬/ 口(不包括鉆機使用費、損失的人員工資和米費等)。本發(fā)明的工藝不僅僅限于實施例中具體步驟，只要是采用通過往地層擠注的小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼和鉆頭，進入壓裂的裂縫腔與環(huán)空沉砂形成的地層圈閉，在地面震擊器的震擊力的作用下，環(huán)空砂子蠕動，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出鉆井液，從而達到解卡的目的處理沉砂卡鉆事故的工藝均可。
權(quán)利要求
1.一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是通過往地層擠注的小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼(6)和鉆頭(2)，進入壓裂的裂縫腔(1)與環(huán)空沉砂(4)形成的地層圈閉，在地面震擊器(7)的震擊力的作用下，環(huán)空沉砂(4)蠕動，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出的鉆井液達到解卡的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是該工藝的具體步驟如下1)使鉆具水眼(6)及鉆頭(2)水眼通暢、鉆頭(2)離井底的距離不小于5米；2)關(guān)閉回水閘門(8)，摘掉鉆井泵(10)兩個凡爾(9)，留下一個凡爾(9)，排量控制在 10L/S ；3)接地面震擊器(7);4)用單凡爾往地層擠注小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼(6)和鉆頭(2)，進入壓裂的裂縫腔(1)與環(huán)空沉砂(4)形成的地層圈閉，同時不用停鉆井泵，利用地面震擊器(7)連續(xù)震擊；5)憋漏地層，繼續(xù)向地層擠注鉆井液，當鉆井液漏完時，用清水聚合物代替，地面震擊器(7)連續(xù)震擊；6)地層注鉆井液充滿裂縫腔，達到承壓臨界值時，憋壓反吐，在地面震擊器的作用下， 環(huán)空沉砂(4)蠕動，在裂縫腔壓力作用下，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出鉆井液；7)處理返出的鉆井液(5)，提粘攜砂，加大排量，循環(huán)出環(huán)空沉砂(4)，活動鉆具，解卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是所述的壓裂的裂縫腔(1)必須要有SMPa以上的地層承壓能力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是所述步驟幻關(guān)閉回水閘門，摘掉鉆井泵兩個凡爾，留下一個凡爾時，要連續(xù)開鉆井泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是所述的步驟3) 接地面震擊器(7 )在使用時地面震擊前先將地面震擊器(7 )調(diào)零，然后從小到大依次調(diào)節(jié)不同的噸位震擊，震擊噸位不能超過卡點以上鉆具重量和震擊器的最大震擊噸位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是所述的步驟3)接地面震擊器(7)的震擊與開鉆井泵同時進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是所述的清水聚合物是由以下原料按下述重量百分數(shù)混合復配制成0. 2%-0. 4%PAM、0. 1%-0. 2%K_PAM、 0. 1%-0. 3%CMP，其中，PAM為聚丙烯酰胺、K-PAM為聚丙烯酸鉀、CMP復合金屬聚合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及石油鉆井中處理沉砂卡鉆事故的工藝，特別是一種處理沉砂卡鉆事故的工藝，其特征是通過往地層擠注的小排量鉆井液，流經(jīng)鉆具水眼和鉆頭，進入壓裂的裂縫腔與環(huán)空沉砂形成的地層圈閉，在地面震擊器的震擊力的作用下，環(huán)空沉砂蠕動，部分砂子進入裂縫腔，環(huán)空砂子松動，在裂縫壓力的作用下，從而返出的鉆井液達到解卡的目的。該工藝打破沉砂卡鉆傳統(tǒng)的處理模式，簡化套銑倒扣工序，提高事故處理效率，從而降低鉆井成本。
文檔編號E21B21/00GK102352730SQ20111033150
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者向湘懷, 張紅新, 楊榮鋒, 王清臣, 石仲元, 胡祖彪 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司