一种防止石盒子泥岩坍塌的方法技术

本发明专利技术涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，通过在岩屑能随钻井液返出地面的前提下，更换泥浆泵缸套内径，降低排量，降低环空返速，降低环空压耗；在钻入漏层的前50‑100米，在降排量的同时，当漏速小于1‑3方/小时，开始进行随钻堵漏；打开漏层后控时钻进：控制机械钻速，每根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器一体机以及离心机，清除钻井液中有害固相；优化井眼轨迹，控制泥岩段井斜，该方法有效的防止了石盒子泥岩的防坍塌，提升了施工效率，其中该方法适用于长庆油田苏里格地区盒8、山1目的层井，石盒子泥岩的防坍塌施工，防止坍塌效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种防止石盒子泥岩坍塌的方法
本专利技术涉及石油钻井
，具体涉及一种防止石盒子泥岩坍塌的方法。
技术介绍
长庆油田苏里格地区盒8、山1目的层水平井钻井施工过程中，石盒子泥岩段长、井斜大易垮塌；刘家沟地层承压能力低，钻井液密度达不到平衡泥岩所需要的最小密度，上漏下塌导致井下复杂频发。如：桃2-8-30H1、桃2-8-30H1井因井漏、泥岩垮塌施工2次未成功，苏东20-25H1、苏东26-29H2井因井漏，密度达不到平衡地层压力，出水后泥岩垮塌，损失时间1016h。前期从承压堵漏方面着手，通过提高地层承压能力来提高钻井液密度对石盒子泥岩进行物理防塌，收效甚微。主要影响因素：1)泥岩易垮塌。泥岩碳化程度高、可塑性差，属脆裂岩石，发育较好，横向层理构造明显，水化程度弱，化学防塌效果差，主要通过力学方面来维持其稳定。2)盒8、山1目的层水平井在提高钻井液密度过程中，刘家沟普遍存在漏失。前期完成的井中漏速大于10m3/h。多口井泥岩发生坍塌，被迫填井侧钻。苏东20-25H1井失返性漏失后，光钻杆下至刘家沟底部，注水泥12m3，关井共挤入8.6m3水泥浆，每次挤入最高压力逐步递增，由3.5MPa上升到4.2MPa，但是25min后均降为0，说明刘家沟地层不承压，挤入情况见图1所示的苏东20-25H1井挤注水泥情况图。3)泥岩段长，井斜大。石盒子泥岩为开发目的层的上覆层，段长15-80m，石盒子钻穿后即为目的层，导致出泥岩井斜大(80°-84°)，坍塌应力增大。专利技术内容本专利技术克服了现有技术的不足，提供了一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，尤其是适用于长庆油田苏里格地区盒8、山1目的层井，石盒子泥岩的防坍塌。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，包括以下步骤S001：在岩屑能随钻井液返出地面的前提下，更换泥浆泵缸套内径，降低排量，降低环空返速，降低环空压耗；S002：在钻入漏层的前50-100米，在降排量的同时，当漏速小于1-3方/小时，开始进行随钻堵漏；S003：打开漏层后控时钻进：控制机械钻速，每根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器一体机以及离心机，清除钻井液中有害固相；S004：在步骤S002的基础上优化井眼轨迹，控制泥岩段井斜：随钻堵漏时根据钻井靶点垂深与泥岩泥岩的垂深，将靶点垂深下调，从气层中下部入窗，降低泥岩井斜角，使最大井斜小于74°，降低泥岩坍塌压力；S005：打开泥岩后起钻时，减小交变应力措施：补偿环空循环压耗、避免抽吸形成负压、落实灌浆制度、防止钻柱与井壁碰撞。所述的步骤S001中更换泥浆泵缸套内径，将泥浆泵缸套内径由180mm或170mm更换为160mm或150mm，降低排量，排量由34L/s降低至26-30L/s之间，降低环空返速，环空返速由1.51m/s降至1.33m/s，降低环空压耗，环空压耗由1.19Mpa降到0.95Mpa。所述的降低排量，排量由34L/s降到29L/s。所述的步骤S002中的随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法及随钻堵漏方法为：(1)按质量百分比，将1-2％膨润土粉、1-1.5％云母、1％单向压力封堵剂DF-A、1％锯末，余量为水，在常温常压下进行混合搅拌均匀；(2)然后在进入漏层前在钻井液中加入所述步骤(1)中的堵漏剂，利用所述步骤(1)中的堵漏剂和钻井液中的细小固相颗粒形成压差，在压差作用下，进入漏层封堵近井筒漏失通道填堵微裂缝，提高地层承压能力。所述的步骤S002中的随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法为：按质量百分比，将1.5％膨润土粉、1.25％云母、1％单向压力封堵剂DF-A以及1％锯末，余量为水，在常温常压下进行混合搅拌均匀。所述的步骤S005中补偿循环压耗的方法为：打开石盒子泥岩起钻时，控制静液柱压力(P井底)平衡，计算出环空压耗(P环)，根据静液柱压力P井底＝32MPa+P环计算加重钻井液的方量和密度，配制加重钻井液补偿环空循环压耗，防止空井状态下泥岩坍塌；打开石盒子泥岩起钻前，根据公式ρ＝ρ0+P环/g.H计算并所需的加重钻井液密度，其中ρ：所需加重钻井液密度；ρ0：原钻井液密度；P环：环空循环压耗；H：钻井垂深；g：重力加速度，采用排量18～20L/s泵入并顶替到泥岩以上井段，下钻采用排量18～20L/s分段循环出加重钻井液，并开启一体机、离心机降低加重钻井液至原密度，或采用稀释、补充胶液，控制井筒和地面钻井液达到起钻前的钻井液密度及粘度。所述的重力加速度g的值为0.00981。所述的步骤S005中的落实灌浆制度的方法为：打开石盒子泥岩起钻时向环空灌浆，每起钻杆3柱向环空灌满钻井液，每起钻铤1柱向环空灌满钻井液；打开石盒子泥岩下钻时每下20柱灌满钻井液一次，每1000米循环钻井液1次；其次下钻距井底30米先灌满钻井液，再接方钻杆划眼到井底，循环一周后，恢复正常钻进。所述的步骤S005中为避免抽吸形成负压，在起钻时速度控制在3-5分钟/立柱，以减小抽吸作用，抽吸作用能降低液柱压力导致井塌，同时单项压力封堵剂必须保持在正向压力下才能正常起封闭作用，如果造成负压则封闭解除，再次发生漏失。所述的步骤S005中的防止钻柱与井壁碰撞方法为：(5)杜绝在泥岩井段长时间定点循环；(6)严格控制制泥岩井段起下钻速度，速度范围控制在3-5分钟/立柱；(7)泥岩打开后，转盘转速控制在40-50rpm；(8)减少在泥岩段滑动钻进。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过该方法有效的防止了石盒子泥岩的防坍塌，提升了施工效率，其中该方法适用于长庆油田苏里格地区盒8、山1目的层井，石盒子泥岩的防坍塌施工，防止坍塌效果好。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的苏东20-25H1井挤注水泥情况示意图。图2为本专利技术的下靶区入窗示意图。图中：1、泥岩；2、气层。具体实施方式实施例1:一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，包括以下步骤S001：在岩屑能随钻井液返出地面的前提下，更换泥浆泵缸套内径，降低排量，降低环空返速，降低环空压耗；S002：在钻入漏层的前50-100米，在降排量的同时，当漏速小于1-3方/小时，开始进行随钻堵漏；S003：打开漏层后控时钻进：控制机械钻速，每根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器一体机以及离心机，清除钻井液中有害固相；S004：在步骤S002的基础上优化井眼轨迹，控制泥岩段井斜：随钻堵漏时根据钻井靶点垂深与泥岩1的垂深，将靶点垂深下调，从气层2中下部入窗，降低泥岩井斜角，使最大井斜小于74°，降低泥岩坍塌压力；S005：打开泥岩后起钻时，减小交变应力措施：补偿环空循环压耗、避免抽吸形成负压、落实灌浆制度、防本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：包括以下步骤/nS001：在岩屑能随钻井液返出地面的前提下，更换泥浆泵缸套内径，降低排量，降低环空返速，降低环空压耗；/nS002：在钻入漏层的前50-100米，在降排量的同时，当漏速小于1-3方/小时，开始进行随钻堵漏；/nS003：打开漏层后控时钻进：控制机械钻速，每根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器一体机以及离心机，清除钻井液中有害固相；/nS004：在步骤S002的基础上优化井眼轨迹，控制泥岩段井斜：随钻堵漏时根据钻井靶点垂深与泥岩泥岩的垂深，将靶点垂深下调，从气层中下部入窗，降低泥岩井斜角，使最大井斜小于74°，降低泥岩坍塌压力；/nS005：打开泥岩后起钻时，减小交变应力措施：补偿环空循环压耗、避免抽吸形成负压、落实灌浆制度、防止钻柱与井壁碰撞。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：包括以下步骤
S001：在岩屑能随钻井液返出地面的前提下，更换泥浆泵缸套内径，降低排量，降低环空返速，降低环空压耗；
S002：在钻入漏层的前50-100米，在降排量的同时，当漏速小于1-3方/小时，开始进行随钻堵漏；
S003：打开漏层后控时钻进：控制机械钻速，每根的纯钻时间不少于30分钟，同时开启除砂除泥器一体机以及离心机，清除钻井液中有害固相；
S004：在步骤S002的基础上优化井眼轨迹，控制泥岩段井斜：随钻堵漏时根据钻井靶点垂深与泥岩泥岩的垂深，将靶点垂深下调，从气层中下部入窗，降低泥岩井斜角，使最大井斜小于74°，降低泥岩坍塌压力；
S005：打开泥岩后起钻时，减小交变应力措施：补偿环空循环压耗、避免抽吸形成负压、落实灌浆制度、防止钻柱与井壁碰撞。


2.根据权利要求1所述的一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：所述的步骤S001中更换泥浆泵缸套内径，将泥浆泵缸套内径由180mm或170mm更换为160mm或150mm，降低排量，排量由34L/s降低至26-30L/s之间，降低环空返速，环空返速由1.51m/s降至1.33m/s，降低环空压耗，环空压耗由1.19Mpa降到0.95Mpa。


3.根据权利要求2所述的一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：所述的降低排量，排量由34L/s降到29L/s。


4.根据权利要求1所述的一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：所述的步骤S002中的随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法及随钻堵漏方法为：
(1)按质量百分比，将1-2％膨润土粉、1-1.5％云母、1％单向压力封堵剂DF-A、1％锯末，余量为水，在常温常压下进行混合搅拌均匀；
(2)然后在进入漏层前在钻井液中加入所述步骤(1)中的堵漏剂，利用所述步骤(1)中的堵漏剂和钻井液中的细小固相颗粒形成压差，在压差作用下，进入漏层封堵近井筒漏失通道填堵微裂缝，提高地层承压能力。


5.根据权利要求4所述的一种防止石盒子泥岩坍塌的方法，其特征是：所述的步骤S002中的随钻堵漏的堵漏剂配方及制备方法为：
按质量百分比，将1.5％膨润土粉、1.25％云母、1％单向压力封堵剂DF-A以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延兵，喻小松，王世斌，王浩，欧勇，南红军，王登治，张建龙，焦卫江，陈敏杰，焦武山，黄西，王延山，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11