本發(fā)明專利技術(shù)涉及鉆井，特定而言鉆進(jìn)一種油氣井，以允許更長的鉆井周期和一次安裝更長的套管或襯管的長度。本發(fā)明專利技術(shù)包括涂抹工具和在鉆井液中特定粒度的顆粒堵漏材料固體的組合，它們協(xié)同工作以用于關(guān)閉且密封泄漏的地層和裂縫，無論泄漏的地層和裂縫為預(yù)先存在的或是由于鉆井引起的。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及鉆進(jìn)用于開采諸如油氣這樣的流體的的井、井且特別地涉及鉆進(jìn)其中 裂縫和井漏/漏失循環(huán)液(lost circulation)構(gòu)成問題的井。
技術(shù)介紹
在鉆進(jìn)油氣井的方法中，鉆井泥漿被噴射到鉆柱的中心內(nèi)以向下流到鉆頭，且往 回向上到地面、在介于井筒外側(cè)與鉆柱之間的環(huán)形空間中以將鉆屑遠(yuǎn)離井筒底部運(yùn)送并 且從井眼出來。當(dāng)井眼保持基本上充滿鉆井泥漿時(shí)，通過維持由鉆頭穿入的地層上的壓頭 (head pressure),還使用了鉆井泥楽;來防止井噴或井涌。當(dāng)在井下地層中的例如油氣這樣 的高壓流體釋放到井筒內(nèi)、且快速上升到地面上時(shí)，發(fā)生井噴或井涌。在地面處，這些流體 可能釋放大量能量，這對于人和設(shè)備而言都是危險(xiǎn)的。已開發(fā)了用于鉆進(jìn)油氣井的鉆井泥 漿，其具有增重(增稠/致密化)劑來提供充分的壓頭從而防止從地層最初釋放高壓流體 和氣體。但是，僅密度并未解決這個(gè)問題，因?yàn)殂@井泥漿可漏掉到一個(gè)或多個(gè)井下地層內(nèi)， 減小了在井眼中的鉆井泥漿的體積、和因而降低了井筒的壓頭。鉆井泥漿漏入到一個(gè)或多 個(gè)地層內(nèi)的情形被稱作“井漏”。井漏和卡鉆(stuck pipe)為在鉆進(jìn)油氣井時(shí)面對的成本最高的問題中的兩個(gè)問 題。為了減小井漏的可能性，將“堵漏材料”的粒子(通常被稱作“LCM”)添加到鉆井泥漿 以封堵鉆井泥漿所漏失到的地層。這是簡單且巧妙的解決方案，因?yàn)橛摄@井泥漿攜帶的粒 子朝向泄露地層流動且然后在井筒的側(cè)部處在泄露地層中收集。但最終，當(dāng)鉆井流體的漏 失變得過多時(shí)，必需停止鉆井且安裝套管柱以密封現(xiàn)有井筒的部分從而使得鉆井可在套管 柱的底部處重新開始。安裝套管或襯管的成本很高，因?yàn)楫?dāng)安裝套管且牢固結(jié)合住套管時(shí)， 暫停了鉆井。用于安裝套管柱的開支只是成本的一部分，因?yàn)楫?dāng)鉆井的進(jìn)一步的進(jìn)程停止 的同時(shí)，仍然要繼續(xù)支付鉆機(jī)和人員的每日費(fèi)用。應(yīng)當(dāng)指出的是，在向井眼添加每個(gè)連續(xù)套管柱時(shí)，井眼的內(nèi)部尺寸減小。當(dāng)考慮到 油管、閥、泵和其它設(shè)備所需的空間時(shí)，在目標(biāo)區(qū)處的套管內(nèi)通常需要最小直徑以便開采可 能存在的碳?xì)浠衔铩Ｒ蚨畛酰郾汇@得顯著過大，預(yù)期到隨著每個(gè)套管柱，井筒尺寸 連續(xù)越來越小。鉆井隊(duì)有責(zé)任在安裝新套管柱之前到達(dá)關(guān)鍵點(diǎn)以便保留套管的最終內(nèi)部尺 寸。當(dāng)桿/鉆管卡在井眼中時(shí)造成了鉆井的顯著增加成本的第二方面。其包括受卡 /卡住的鉆柱，和受卡/卡住的套管，和受卡/卡住的線纜測井工具。這些桿/鉆管常常被 卡住，因?yàn)榭蓾B透帶允許鉆井液流體靜壓與地層壓力的壓差，以利用比可被施加用來將桿 拉松的力更大的力來抵著濾餅而卡住鉆柱。此外，井筒坍塌，且?guī)r石的散裂或崩落所造成的 碎屑常常會造成卡鉆。套管鉆探為這樣一種操作其中鉆柱為實(shí)際套管而不是正常更小直徑鉆桿/鉆 管。這種套管鉆探方法已經(jīng)部分有效地減小了井漏，且通過已被稱作涂抹效果的效果而改 進(jìn)了井筒穩(wěn)定性。涂抹效果為對井筒和任何濾餅的機(jī)械調(diào)節(jié)，減小了可滲透性、且利用鉆井泥漿和鉆屑來填充任何裂縫或井漏帶。但是，套管鉆探并不適用于所有井，且尚未有效地用 于減小在所有區(qū)域中的和針對所有井配置的這些問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)涉及一種利用在鉆柱端部處的鉆頭以鉆井液的最小漏失和最少套管操作 來鉆進(jìn)井筒的方法。一種鉆井液具備顆粒堵漏材料，其中堵漏材料包括用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)涂抹 裂縫封堵的粒子，其中堵漏材料粒子具有從約100微米至約1500微米的粒度分布，且具有 在粒度分布的整個(gè)范圍的大量粒子。堵漏材料的粒子也在鉆井液中在從每桶至少O. 5磅直 到每桶15磅的范圍中隨著鉆井液流動，且也在井筒外圍處的任何漏失區(qū)域處形成封堵物， 并且在這樣的漏失區(qū)域處形成濾餅，并且阻擋或減小從井筒到漏失區(qū)域內(nèi)的流體流動。鉆 柱具備沿著鉆柱的周邊的一部分的至少一個(gè)涂抹部段以將堵漏材料的濾餅涂抹到漏失區(qū) 域內(nèi)，且將堵漏材料壓縮為更牢固的封堵物以增強(qiáng)漏失區(qū)域處的堵漏材料的性能，其中涂 抹部段具有有效直徑為井筒直徑的至少約75%，且在鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)涂抹所述井筒的壁。使鉆柱 旋轉(zhuǎn)以將井筒進(jìn)一步鉆入到地下且使涂抹部段轉(zhuǎn)動，從而使得涂抹表面沿著井筒的內(nèi)表面 涂抹、且特別地將堵漏材料壓為更致密的粒子質(zhì)量體的封堵物并且調(diào)節(jié)漏失區(qū)域以減輕漏 失、卡鉆和剝落。在本專利技術(shù)的特定方面，涂抹部段包括了套管鉆井布置中的套管，或者在襯管鉆井 布置中的襯管。在本專利技術(shù)的第二備選方面，涂抹部段包括一種安裝到鉆桿的一部段上或者在常規(guī) 鉆井布置中鉆桿的兩部段之間的工具。示出并披露了一套涂抹工具。雖然堵漏材料的第一優(yōu)選粒度分布范圍在從100微米至1500微米的范圍中，更 優(yōu)選地，將該范圍擴(kuò)展到各種更寬的范圍，其中，該范圍的下限為75微米且甚至低至50微 米。該范圍的上限可為約2000微米，約2500微米，約3000微米，約3500微米且包括高達(dá) 約4000微米。應(yīng)當(dāng)指出的是，在整個(gè)范圍，大量的粒子應(yīng)存在于鉆井液中以可用于封堵井 漏帶或區(qū)域。 在特別優(yōu)選的布置中，堵漏材料包括下列的組合約三分之一的約600微米d50的 精細(xì)磨碎堅(jiān)果殼；約三分之一的1500微米d50的中等磨碎堅(jiān)果殼；以及三分之一的250微 米d50的粗磨碎的碳酸鈣250。d50數(shù)值為在該范圍內(nèi)的粒子直徑，其中50%的粒子較小且 50%的粒子較大。附圖說明結(jié)合附圖理解，參考以下描述，可最佳地理解本專利技術(shù)的實(shí)施例以及其另外的優(yōu)點(diǎn)， 本專利技術(shù)的實(shí)施例使用一種特殊涂抹工具代替套管鉆探技術(shù)，在附圖中圖1為本專利技術(shù)的涂抹工具的第一實(shí)施例的正視圖；圖2為在井眼內(nèi)的涂抹工具的第一實(shí)施例的頂視截面圖；圖3為本專利技術(shù)的涂抹工具的第二實(shí)施例的正視圖；圖4為在井眼內(nèi)的涂抹工具的第二實(shí)施例的頂視截面圖；圖5為本專利技術(shù)的涂抹工具的第三實(shí)施例的正視圖；圖6為在井眼內(nèi)的涂抹工具的第三實(shí)施例的頂視截面圖；圖7為第四實(shí)施例、第五實(shí)施例和第六實(shí)施例的正視圖，從本專利技術(shù)的涂抹工具的前視 角來看，它們是相似的；圖8為涂抹工具的第四實(shí)施例的頂視截面圖；圖9為涂抹工具的第五實(shí)施例的頂視截面圖；圖10為涂抹工具的第六實(shí)施例的頂視截面圖；圖11為涂抹工具的第七實(shí)施例的正視圖；以及 圖12為涂抹工具的第七實(shí)施例的頂視圖。具體實(shí)施方式現(xiàn)轉(zhuǎn)至本專利技術(shù)的優(yōu)選布置，參看附圖以使得能更清楚地理解本專利技術(shù)。但應(yīng)了解，本 專利技術(shù)的特征和概念可以以其它布置來證明，且本專利技術(shù)的范圍并不限于所描述或圖示的實(shí)施 例。本專利技術(shù)的范圍預(yù)期僅受到所附權(quán)利要求的范圍限制。由于從地面向地下鉆出了井筒以經(jīng)過巖石、砂、頁巖、粘土和其它地層這樣的許多 層，這些地層中的許多地層是相對地不能滲透的。換言之，這些不能滲透的地層通常不容納 液體或不允許氣體或液體通過。但是，存在著可滲透的地層，且這些可滲透地層中的某些具 有在壓力下的流體。流體主要包括鹽和淡水，但還可包括油、天然氣和這些流體與其它流體 的混合物。在地下在地層中的壓力下的流體給鉆井操作人員帶來問題，因?yàn)橛摄@井設(shè)備穿 入這樣的地層可釋放大量力。在這樣的高壓流體不受控制地釋放到井眼內(nèi)的情況下，可能 會造成破壞性井噴。如上文所述的那樣，為了維持對這些高壓流體的控制，已開發(fā)了具有高密度的鉆 井液來維持井筒壓力高于任何預(yù)期的地層壓力。常規(guī)地，通過添加包括較小、但很致密的粒 子的增重劑或增稠劑來實(shí)現(xiàn)高密度。這樣的增重劑的粒度通常小于100微米。即使沒有增 重劑，鉆井液通常積聚本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.05.28 US 12/790,0761.一種利用在鉆柱端部上的鉆頭以鉆井液的最小漏失和最少套管操作用于鉆進(jìn)井筒的方法，其中所述方法包括 a)提供具有顆粒堵漏材料的鉆井液，其中所述堵漏材料包括用于實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的涂抹裂縫封堵的粒子，其中所述粒子具有從約100微米至約1500微米的粒度分布，且具有在粒度分布的整個(gè)范圍的大量粒子，且另外其中所述堵漏材料的粒子在鉆井液中在從每桶至少0.5磅直到每桶15磅的范圍中隨著鉆井液流動、且也在井筒外圍處的任何漏失區(qū)域處形成封堵物、且在這樣的漏失區(qū)域處形成濾餅、并且阻擋或減小從井筒到漏失區(qū)域內(nèi)的流體流動； b)提供鉆柱，其具有沿著鉆柱的周邊的一部分的至少一個(gè)涂抹部段以將堵漏材料的濾餅涂抹到漏失區(qū)域內(nèi)，且將堵漏材料壓縮為更牢固的封堵物以增強(qiáng)堵漏材料在漏失區(qū)域處的性能，其中涂抹部段具有涂抹表面，其具有的有效直徑為井筒直徑至少約75%，且當(dāng)所述鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)涂抹所述井筒的壁；以及 c)使所述鉆柱旋轉(zhuǎn)以將所述井筒進(jìn)一步鉆入到地下，且使涂抹部段轉(zhuǎn)動，從而使得所述涂抹表面沿著所述井筒的內(nèi)表面涂抹、且特別地將所述堵漏材料壓為更致密的粒子的質(zhì)量體的封堵物、并且調(diào)節(jié)所述漏失區(qū)域以減輕井漏、卡鉆和剝落。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，所述涂抹部段包括套管鉆井布置中的套管或者在襯管鉆井布置中的襯管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，所述涂抹部段包括一種安裝到在常規(guī)鉆井布置中的鉆桿的一部段上或者鉆桿的兩部段之間的工具。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，安裝到鉆桿的一部段上或者鉆桿的兩部段之間的工具包括一種螺旋鏝刀，螺旋鏝刀布置成具有前表面和主涂抹表面，其中，所述前表面俘獲所述粒子，且所述主涂抹表面將所述粒子壓成更致密的粒子的質(zhì)量體。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，安裝到鉆桿的一部段上或者鉆桿的兩部段之間的工具包括繞所述工具而相等地間隔開的至少兩個(gè)相對平直的鏝刀，其中每個(gè)鏝刀布置成具有前邊緣和主涂抹表面，其中所述前表面俘獲所述粒子，且所述主涂抹表面將所述粒子壓為更致密的粒子的質(zhì)量體。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，安裝于鉆桿的一部段上或者鉆桿的兩部段之間的工具包括一種螺旋鏝刀，所述螺旋鏝刀包括通過彈簧加載的附連而安裝到接頭的相對側(cè)上的鏝刀部段以在操作中在徑向撓曲，且其中每個(gè)鏝刀部段包括前表面和主涂抹表面，其中所述前表面俘獲所述粒子，且當(dāng)所述鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)所述主涂抹表面將所述粒子壓到所述井筒上。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，安裝到鉆桿的一部段上或者鉆桿的兩部段之間的工具包括一種全環(huán)繞鏝刀，其中當(dāng)所述鉆柱旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述全環(huán)繞鏝刀的周圍表面將所述粒子壓到所述井筒上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于鉆進(jìn)井筒的方法，其特征在于，所述全環(huán)繞鏝刀具有在其上端和下端處的錐形表面...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：DH伯德摩爾，PD斯科特，RD沃茨，
申請(專利權(quán))人：康納科菲利普斯公司，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。