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(shí)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(fèi)，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(xiàn)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(fèi)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(jì)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(hù)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(jìn)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(shí)現(xiàn)的，另外對于膨脹性有機(jī)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(fèi)用，同時可避免膨脹性有機(jī)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(fèi)，當(dāng)經(jīng)過鉆桿的堵漏材料到達(dá)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(fèi)堵漏材料，達(dá)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(fèi)時費(fèi)力，工人勞動強(qiáng)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(jìn)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(dá)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(dá)到一定程度剪切銷釘被剪斷，大顆粒材料沖開尼龍堵頭進(jìn)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(jìn)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(kuò)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(kuò)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)行投球，鋼球到達(dá)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(shí)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(yàn)，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(yàn)。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(shí)現(xiàn)了有效封堵。

2.3注意事項(xiàng)

(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(rèn)真檢查和組裝。尤其是上接頭總成必須仔細(xì)檢查，選擇合適直徑的銷釘，確保銷釘?shù)目煽啃院突椎捻樌\(yùn)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(jìn)行混拌，確保裝入儲料筒后到達(dá)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(dá)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(shí)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(jìn)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(dá)60m³／h，總共漏失量為260m³，在進(jìn)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(jìn)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(dá)漏層，加1.5MPa壓力時，開泵循環(huán)壓力達(dá)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(shí)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(yàn)取得成功。

4結(jié)論與認(rèn)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(shí)現(xiàn)高濃度大顆粒材料和長纖維堵漏材料的定點(diǎn)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(xiàn)：

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