一种示例井眼固井系统包括为井眼的至少一部分加衬的套管，以及将含有多个囊的水泥浆料引入到所述井眼中的管道。所述多个囊包含促凝剂。所述促凝剂与所述水泥浆料反应以影响所述水泥浆料的稠化时间。所述示例系统还包括具有剪切销的子结构。所述子结构被布置成接收来自所述管道的所述水泥浆料。所述子结构被配置成旋转以使所述水泥浆料中的所述多个囊中的至少一些破裂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】井眼固井系统
本说明书大体上涉及用于对井眼(wellbore)的一部分进行固井(cementing)的示例系统和技术。
技术介绍
在油井或气井的建设期间，具有钻头的钻柱钻孔穿过土壤、岩石和其它材料以形成井眼。除了其它方面，钻探过程包括将钻探液向下泵送到井眼中，以及在表面处从井眼接收返回的流体和材料。井建设过程的一部分包括将套管和生产管结合到井眼中。套管支撑井眼的侧面且保护井的组件免受外部污染物的影响。套管可被固井在适当位置。在井眼到达特定深度之后，钻探设备可从井眼移除，从而留下延伸开孔。隔离障壁可形成于井眼的延伸开孔中。隔离障壁可包括水泥。“水泥候凝”(waiting-on-cement，WOC)时间是用于产生隔离障壁的水泥浆料稠化到规定点所需的时间。在一示例中，WOC时间是水泥浆料稠化以足够产生每平方英寸(PSI)500磅的压缩力所需的时间。对于一些类型的水泥浆料，WOC时间可为约33小时。在WOC时间期间，其它活动停止。相应地，延长WOC时间可能延迟完井，且可能增加完井的成本。
技术实现思路
一种示例井眼固井系统包括为井眼的至少一部分加衬的套管，以及将含有多个囊的水泥浆料引入到所述井眼中的管道。所述多个囊包含促凝剂。所述促凝剂与所述水泥浆料反应以影响所述水泥浆料的稠化时间。所述示例系统还包括具有剪切销的子结构。所述子结构被布置成接收来自所述管道的所述水泥浆料。所述子结构被配置成旋转以使所述水泥浆料中的所述多个囊中的至少一些破裂。所述示例系统还包括单独或组合形式的以下特征中的一个或多个。所述促凝剂可包括二氯化钙(CaCl2)、无水偏硅酸钠、或CaCl2和无水偏硅酸钠两者。所述促凝剂按重量计可为水泥浆料的至少4％。所述子结构可被配置成在水泥浆料内旋转以在水泥浆料内产生紊流。所述紊流可具有足够的力使所述多个囊中的至少一些破裂。所述示例井眼固井系统可包括一个或多个泵以迫使水泥浆料穿过管道。所述一个或多个泵可以是可控制的以按产生紊流的速率泵送浆料。示例系统可包括控制系统以控制所述一个或多个泵的操作。控制系统可包括计算机系统。子结构可从井上部分向井下部分延伸。剪切销可位于井下部分处。所述多个囊至少部分地在套管和井眼的底部之间的区域的温度下熔化。相对于不包括促凝剂的水泥浆料的稠化时间，促凝剂可通过缩短所述水泥浆料的稠化时间来影响所述水泥浆料的稠化时间。一种对井眼的至少一部分进行固井的示例方法包括迫使包括多个囊的水泥浆料进入井眼的至少一部分中。所述囊包含促凝剂。所述促凝剂被生产为与水泥浆料反应以影响水泥浆料的稠化时间。所述示例方法还包括使用位于井眼中的剪切子结构使多个囊中的至少一些破裂；使用井眼中的水泥浆料内产生的紊流使多个囊中的至少一些破裂；以及使多个囊中的至少一些熔化在井眼中的水泥浆料内。所述示例方法还单独地或组合地包括以下特征中的一个或多个。所述促凝剂可包括二氯化钙(CaCl2)、无水偏硅酸钠，或CaCl2和无水偏硅酸钠两者。所述促凝剂按重量计可为水泥浆料的至少4％。所述子结构可被配置成在水泥浆料内旋转以在水泥浆料内产生紊流。紊流所导致的水泥浆料的力可致使多个囊中的至少一些破裂。对井眼的至少一部分进行固井的示例方法可包括控制一个或多个泵来泵送水泥浆料穿过管道。所述一个或多个泵可以是可控制的以按产生紊流的速率泵送浆料。所述示例方法可包括使用由控制系统输出的命令控制泵和子结构。控制系统可包括计算机系统。子结构可从井上部分向井下部分延伸。所述剪切子结构可包括位于井下部分处以使多个囊中的至少一些破裂的剪切销。所述多个囊可至少部分地在套管和井眼的底部之间的区域中的温度下熔化。相对于不包括促凝剂的水泥浆料的稠化时间，促凝剂可通过缩短所述水泥浆料的稠化时间来影响所述水泥浆料的稠化时间。示例方法和系统的优点可包括以下中的一个或多个。可缩短WOC时间，而不改变水泥浆料的组成，除了添加了囊。当囊在井下时，可不需要声波或电磁信号来使囊破裂。二级和三级激活方法降低囊将保持未破裂的概率，以及因此不能实现WOC时间的预期缩短的概率。本说明书中描述的任何两个或更多个特征(包括此
技术实现思路
章节中描述的特征)可以组合以形成本说明书中未具体描述的实施方案。本说明书中描述的方法和系统的至少一部分可以通过在一个或多个处理装置上执行指令来控制，所述指令存储于一个或多个非暂时性机器可读存储介质上。非暂时性机器可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、光盘驱动器、存储器磁盘驱动器和随机存取存储器(RAM)。本说明书中描述的方法和系统的至少一部分可使用包括一个或多个处理装置和存储指令的存储器的数据处理系统来控制，所述指令可由所述一个或多个处理装置执行以执行各种控制操作。一个或多个实施方案的细节随后阐述于附图和具体实施方式中。根据描述内容和附图以及根据权利要求书，其它特征和优点将会明显。附图说明图1是钻探期间的示例井眼的剖视侧视图。图2是被配置成包括用于对井眼的延伸开孔进行固井的示例系统的井眼的剖视侧视图。图3是显示可执行以对延伸开孔进行固井的示例操作的流程图。图4、5、6和7是在对延伸开孔进行固井期间的不同阶段井眼的剖视侧视图。不同图中的相同参考标号指示相同的元件。具体实施方式在本说明书中描述用于对井眼的一部分进行固井的示例系统和技术。在一示例中，套管为井眼的一部分加衬(line)。被称为水泥插入管(cementstinger)的管道向井下插入穿过套管并进入井眼的未被加衬的部分中。在管道的末端处，管道包括子结构(substructure)，被称为子块(sub)。在此示例中，子结构是包括被配置成用于旋转的剪切销的剪切子结构。可位于表面处的泵迫使水泥浆料穿过管道且穿过子结构。水泥浆料包括含有促凝剂的囊。促凝剂与水泥浆料反应以影响(例如，缩短)水泥浆料的水泥候凝(WOC)或稠化时间。囊将促凝剂释放到水泥浆料中，从而致使水泥浆料比具有相同组成但不包括促凝剂的水泥浆料更快地稠化。在一些实施方案中，存在三种释放且借此激活促凝剂的方式。第一，含有囊的浆料通过子结构的剪切销。剪切销致使囊中的至少一些破裂，借此将促凝剂释放到水泥浆料中。然而，一些囊可能未破裂。相应地，子结构的旋转在井眼中的水泥浆料内导致紊流。此紊流产生足够的力以致使未破裂的囊中的至少一些破裂，借此将促凝剂释放到水泥浆料中。一些囊仍可能未破裂。然而，那些囊将由于井下的相对高的温度而熔化。熔化致使促凝剂释放到水泥浆料中，与破裂非常相似。图1示出其中可实施前述固井系统和方法的井眼的示例。如图1中所示，为了产生井，钻子10钻孔穿过土壤、岩石和其它材料以形成井眼12。在一些实施方案中，钻子包括切割穿过土壤、岩石和其它材料的钻头，以及向井下降低钻头的钻柱。除了其它方面，钻探过程包括将钻探液16向下泵送到井眼中，以及在表面20处从井眼接收含有材料的返回流体18。在一些实施方案中，钻探液包括水基或油基泥浆。在一些实施方案中，返回本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n套管，所述套管用于为井眼的至少一部分加衬；/n管道，所述管道用于将含有多个囊的水泥浆料引入到所述井眼中，所述多个囊包含促凝剂，所述促凝剂与所述水泥浆料反应以影响所述水泥浆料的稠化时间；以及/n子结构，所述子结构包括剪切销，所述子结构被布置成从所述管道接收所述水泥浆料，所述子结构被配置成旋转以使所述水泥浆料中的所述多个囊中的至少一些破裂。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180717 US 16/037,0331.一种系统，包括：
套管，所述套管用于为井眼的至少一部分加衬；
管道，所述管道用于将含有多个囊的水泥浆料引入到所述井眼中，所述多个囊包含促凝剂，所述促凝剂与所述水泥浆料反应以影响所述水泥浆料的稠化时间；以及
子结构，所述子结构包括剪切销，所述子结构被布置成从所述管道接收所述水泥浆料，所述子结构被配置成旋转以使所述水泥浆料中的所述多个囊中的至少一些破裂。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述促凝剂包括二氯化钙CaCl2。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述促凝剂包括无水偏硅酸钠。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述促凝剂按重量计为所述水泥浆料的至少4％。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述子结构被配置成在所述水泥浆料内旋转以在所述水泥浆料内产生紊流。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述紊流具有足够的力使所述多个囊中的至少一些破裂。
7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括：
一个或多个泵，所述一个或多个泵用于迫使所述水泥浆料穿过所述管道，所述一个或多个泵可控制以按产生所述紊流的速率泵送所述浆料。
8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括：
控制系统，所述控制系统用于控制所述一个或多个泵的操作，所述控制系统包括计算机系统。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述子结构从井上部分向井下部分延伸，所述剪切销位于所述井下部分处。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述套管和所述井眼的底部之间的区域具有一定温度；且
其中所述多个囊至少部分地在所述温度下熔化。
11.根据权利要求1所述的系统，其中影响所述水泥浆料的所述稠化时间包括：相对于不包括所述促凝剂的水泥浆料的稠化时间，缩短所述水泥浆料的所述稠化时间。
12.一种对井眼...
【专利技术属性】
技术研发人员：Z·萨拉维，O·R·塞萨赫，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA
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