一种裂缝或溶洞性严重漏失堵漏方法及堵漏材料送入管串

摘要

本发明公开一种裂缝或溶洞性严重漏失堵漏方法及堵漏材料送入管串，该方法包括以下步骤：1)下入送入工具；其本体为筒状，上端通过螺纹与套管连接，下端设有压力单向阀；将堵漏材料填充入套管和送入工具的本体内腔；堵漏材料为架桥辅助物、遇水膨胀堵漏材料和剪切稠化液的混合物；2)套管顶部与孔板短节连接，孔板短节通过转换接头与钻杆连接；在与孔板短节相邻的1～2个钻杆内填充惰性隔离液；其余钻杆内均填充堵漏泥浆；3)将送入工具下到漏失层位置时，开泵循环，打开压力单向阀的阀板，堵漏材料进入漏失层，架桥辅助物搭桥，遇水膨胀堵漏材料膨胀，堵漏泥浆封堵；4)起出管串。该方法采用多重堵漏，效果明显，实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种裂缝或溶洞性严重漏失堵漏方法及堵漏材料送入管串。

背景技术

井漏是石油钻井过程中经常遇到的井下复杂问题，它不仅影响钻井作业的正常进行，而且往往会衍生出其它类型的井下问题，甚至会导致井塌、卡钻或井喷等恶劣后果，大幅度提高钻井成本。目前，钻井作业中发生井漏的几率为10％左右，而恶性井漏损失占井漏总损失的50％以上。以中石油集团公司为例，2013年发生井漏1878次，漏失24.83万方，损失2007.92天，损失时间占复杂损失的59.38％。若井漏问题不能有效解决，势必延长施工周期，影响油藏勘探、开发进度，增加勘探、开发成本；造成油气层污染，影响勘探、开发效果。

鉴于井漏所带来的危害，各大公司已经研究和开发了桥接堵漏材料、化学堵剂、高失水堵漏剂、单向压力封闭剂及各种堵漏稠浆等多种新型堵漏材料，防漏堵漏技术得到了快速发展。但是大裂缝、甚至溶洞漏失，一直是堵漏技术最大的挑战。裂缝或者溶洞性严重漏失，常规堵漏材料和堵漏措施基本无效。目前，国内外尚没有解决恶性漏失的有效方法，仅靠经验和多次重复(十几次、几十次、甚至上百次的重复)堵漏施工，耗费大量堵漏材料及时间成本，而且堵漏成功率也不高。

申请号为201010212911.2的“钻井定点堵漏的方法”，公开了一种可以有针对性定点堵漏的方法，满足常规堵漏，也可以将膨胀性堵漏材料定时输送到漏失地层部位，但是并没有涉及到如何针对裂缝或溶洞性严重漏失进行堵漏，并且堵漏材料送入工具对堵漏材料的尺寸有一定的限制，无法将大颗粒固体材料顺利送入井底，而且可能会在井底遗留零部件，影响后续钻进作业。

申请号为201110310611.2的“一种用于恶性漏失的堵漏剂及配置方法”中提到一种用于恶性漏失的堵漏剂，能封堵漏层，抗挤压强度大，耐温耐矿化度能力强，适用于在钻井过程中进行大裂缝堵漏。但同样没有涉及到如何针对裂缝或溶洞性严重漏失进行堵漏，以及如何将堵漏材料送入漏层。

发明内容

为了有针对性的解决裂缝或溶洞性严重漏失的问题，本发明提供一种裂缝或溶洞性严重漏失堵漏方法及堵漏材料送入管串，在井壁稳定的前提下，向漏层中投放能起到架桥封堵作用的柔性或刚性固体，再投入遇水膨胀的堵漏材料，双重堵漏，效果明显，实用性强。

为此，本发明的技术方案如下：

一种裂缝或溶洞性严重漏失堵漏方法，包括以下步骤：

1)向井内下入送入工具；所述送入工具本体为筒状，上端通过螺纹与套管连接，下端设有压力单向阀；将堵漏材料填充入套管和送入工具的本体内部；

所述堵漏材料为架桥辅助物、遇水膨胀堵漏材料和剪切稠化液的混合物；所述架桥辅助物能在裂缝或溶洞内架桥，形成封堵层；

所述压力单向阀达到承压极限时，打开阀板，内部填充物漏出，进入井内；

2)所述套管顶部与孔板短节连接，所述孔板短节通过转换接头与钻杆连接；在与孔板短节相邻的1～2个钻杆内填充惰性隔离液；其余钻杆内均填充堵漏泥浆；

3)将所述送入工具下到漏失层位置时，开泵循环，待泵压足以打开所述送入工具底部的压力单向阀的阀板时，堵漏材料进入漏失层，在压力作用下进入裂缝或溶洞，架桥辅助物搭桥，遇水膨胀堵漏材料膨胀，堵漏泥浆封堵；

4)起出管串。

进一步，步骤1)中所述套管有多根，依次头尾连接，内部填充堵漏材料。

进一步，步骤1)中所述架桥辅助物为橡胶轮胎块、棕绳段、木块、棉纱、布条等条、块状物；所述遇水膨胀堵漏材料是水化膨胀材料；其在架桥辅助物在裂缝或溶洞内架桥后逐渐吸水膨胀，使封堵层更加致密，从而提高堵漏成功率。

所述剪切稠化液是一种靠水眼剪切作用使之稠化而封堵漏层的混合物堵剂，主要作为内腔充填介质，一是可平衡工具内外压力；二是其和泥浆混合后，在低速剪切作用下，即可显著增稠，可裹挟堵漏材料进入地层中，提高堵漏成功率。

所述惰性隔离液是一种无水的或水含量极低的溶液，防止上方钻杆中的钻井液中的水份进入堵漏材料中，与遇水膨胀的堵漏材料发生反应，导致提前膨胀。

进一步，所述压力单向阀包括阀板、销轴、定活页、动活页和扭转弹簧；所述定活页固定设置在所述送入工具本体底部的侧面，所述动活页固定设置在阀板上；销轴穿过扭转弹簧连接所述定、动活页。

一种堵漏材料送入管串，由上到下依次连接有钻杆、转换接头、孔板短节、套管和送入工具；所述送入工具本体为筒状，底部设有压力单向阀；所述送入工具和套管内腔填充有堵漏材料；所述堵漏材料为架桥辅助物、遇水膨胀堵漏材料和剪切稠化液的混合物；在与所述孔板短节相邻的1～2个钻杆内填充惰性隔离液；其余钻杆内均填充堵漏泥浆。

该方法主要针对裂缝或溶洞性严重漏失井的堵漏作业，其能在井壁稳定的前提下，有效向漏层中投放较大尺寸的柔性或刚性固体及遇水膨胀堵漏材料，在较大尺寸的柔性或刚性固体架桥封堵以及遇水膨胀堵漏材料膨胀、充实填缝的双重措施下堵漏，封堵层更加致密。不仅节约成本，堵漏效果显著，实用性较强，而且操作简单、安全可靠。

附图说明

图1为本发明提供的堵漏材料送入管串的结构示意图；

图2a为送入管串的主视图；

图2b为送入管串的右视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细描述。

如图1、2a、2b所示，一种堵漏材料送入管串，由上到下依次连接有钻杆、转换接头1、孔板短节2、套管3和送入工具4；送入工具4本体为筒状，底部设有压力单向阀9；送入工具4和套管3内腔填充有堵漏材料；堵漏材料为架桥辅助物、遇水膨胀堵漏材料和剪切稠化液的混合物；在与孔板短节2相邻的1～2个钻杆内填充惰性隔离液；其余钻杆内均填充堵漏泥浆。孔板短节2不仅是过流通道，而且还能有效防止大颗粒堵漏材料上返。优选，所述压力单向阀9包括阀板11、销轴7、定活页6、动活页10和扭转弹簧12；所述定活页6通过螺钉5固定设置在所述送入工具4本体底部的侧面，所述动活页10通过螺钉5固定设置在阀板11上；销轴7穿过扭转弹簧12连接所述定6、动活页10。阀板11与送入工具的接触面为锥面，两者之间设有密封件13。更优选，送入工具本体空腔上端和下端的内径相同但轴心不同，中间平滑过渡，有利于堵漏材料排出。

利用上述堵漏材料送入管串进行裂缝或溶洞性严重漏失堵漏的方法，包括以下步骤：

1)向井内下入送入工具4；所述送入工具本体4为筒状，上端通过螺纹与套管3连接，下端设有压力单向阀9；将堵漏材料填充入套管3和送入工具4的本体内部；

所述堵漏材料为架桥辅助物、遇水膨胀堵漏材料和剪切稠化液的混合物；所述架桥辅助物能在裂缝或溶洞内架桥，形成封堵层；优选架桥辅助物为橡胶轮胎块、棕绳段、木块、棉纱、布条等条、块状物。所述遇水膨胀堵漏材料是水化膨胀材料，其在架桥辅助物在裂缝或溶洞内架桥后逐渐吸水膨胀，使封堵层更加致密，从而提高堵漏成功率。所述剪切稠化液是普通泥浆中添加0.5-1％的黄原胶。

所述压力单向阀9达到承压极限时，打开阀板11，内部填充物漏出，进入井内；

2)所述套管3顶部与孔板短节2连接，所述孔板短节2通过转换接头1与钻杆连接；在与孔板短节2相邻的1～2个钻杆内填充惰性隔离液；其余钻杆内均填充堵漏泥浆；所述惰性隔离液可以采用废柴油或白油。

3)将所述送入工具4下到漏失层位置时，开泵循环，待泵压足以打开所述送入工具4底部的压力单向阀9的阀板11时，堵漏材料进入漏失层，在压力作用下进入裂缝或溶洞，架桥辅助物搭桥，遇水膨胀堵漏材料膨胀，堵漏泥浆封堵；

4)起出管串。

在实际工程应用中，遇水膨胀堵漏材料主要成分为遇水膨胀树脂，含量为80％-90％，树脂的大小根据需要调整。具体中可选用渤海钻探工程技术研究院生产的BZ-STAIII。遇水膨胀堵漏材料主要由膨润土、亚甲基双丙烯酰胺、交联剂、引发剂以及NaOH水溶液混合制成块状弹性体，加热冷却后，切割成大小适宜的小块，然后放入烘箱中，烘干而制成。

依据不同的使用条件，通过计算确定所需堵漏材料的用量，选用多根套管，依次头尾连接，内部填充堵漏材料，以满足现场使用。

其中，所述剪切稠化液是一种靠水眼剪切作用使之稠化而封堵漏层的混合物堵剂，主要作为内腔充填介质，一是可平衡工具内外压力；二是其和泥浆混合后，在低速剪切作用下，即可显著增稠，可裹挟堵漏材料进入地层中，提高堵漏成功率。

所述惰性隔离液是一种无水的或水含量极低的溶液，防止上方钻杆中的钻井液中的水份进入堵漏材料中，与遇水膨胀的堵漏材料发生反应，导致提前膨胀。

该方法针对裂缝或溶洞性严重漏失井，能在井壁稳定的前提下，有效向漏层中投放较大尺寸的柔性或刚性固体(架桥辅助材料)及遇水膨胀堵漏材料，在较大尺寸的柔性或刚性固体(架桥辅助材料)架桥封堵以及遇水膨胀堵漏材料膨胀、充实填缝的双重措施下堵漏，封堵层更加致密。不仅节约成本，堵漏效果显著，实用性较强，而且操作简单、安全可靠。