基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法及装置，基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法包括：在确定当前钻井地层为破碎性或裂缝性地层的情况下，泵入强化钻井液，其中，强化钻井液包括固化剂、引发剂和钻井液；向当前钻井地层发射电磁波激活引发剂，以使引发剂与固化剂产生交联固化反应，粘结、固化地层中的破碎带与裂缝，达到强化井壁围岩的强度的目的，从力学机理的本质上解决破碎性或裂缝性地层的危害，提升了解决破碎性或裂缝性地层井壁垮塌的成功机率。地层井壁垮塌的成功机率。地层井壁垮塌的成功机率。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法及装置


[0001]本专利技术属于油气井工程
，尤其涉及一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法及装置。

技术介绍

[0002]在钻井过程中，时常钻遇破碎性或裂缝性等复杂地层，钻井液容易沿着层理、裂缝等通道进入地层，使得部分地层的矿物质吸水膨胀，裂缝扩展，造成井壁围岩强度降低，发生垮塌，引起钻井遇阻、卡钻等井下复杂情况，延误钻井速度、增加钻井周期，严重时易导致工程报废。
[0003]当前，针对破碎性或裂缝性地层井壁垮塌问题，常规的方法是通过优选钻井液的类型与配方提高钻井液的抑制性与封堵性，其主要机理为减少渗入地层的水分，抑制粘土等水化膨胀，但是这种方法无法完全隔绝钻井液的侵入，甚至部分会造成井壁围岩的强度越来越低，坍塌频率越来越高；此外，还可以采用物理化学类方法提升钻井液密度，钻井液中添加封堵材料，如膨胀水泥、纤维、果壳、聚合物等，封堵裂缝，这种封堵方法受裂缝大小的影响，填充材料无法充分封堵裂缝，成功率低，且钻井液密度越大，对地层的压力越大，裂缝扩展越大，形成“越提越漏，越提越塌”的局面。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法及装置，旨在解决现有的解决破碎性或裂缝性地层井壁垮塌的方法成功机率低的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其中，基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法包括：
[0006]在确定当前钻井地层为破碎性或裂缝性地层的情况下，泵入强化钻井液，其中，强化钻井液包括固化剂、引发剂和钻井液；
[0007]向当前钻井地层发射电磁波激活引发剂，以使引发剂与固化剂产生交联固化反应。
[0008]在本专利技术实施例中，固化剂为自由基聚合物，引发剂为过氧化物或偶氮化合物。
[0009]在本专利技术实施例中，固化剂在强化钻井液中的质量分数为1％～20％，引发剂为固化剂质量的0.1％～5％。
[0010]在本专利技术实施例中，向当前钻井地层发射电磁波激活引发剂，以使引发剂与固化剂产生交联固化反应包括：
[0011]将电磁波发射装置下入当前钻井地层；
[0012]控制电磁波发射装置以预设频率发射电磁波激活引发剂，以使引发剂与固化剂产生交联固化反应。
[0013]在本专利技术实施例中，基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法还包括：
[0014]根据实时钻井数据确定当前钻井地层是否为破碎性或裂缝性地层。
[0015]在本专利技术实施例中，实时钻井数据为泵压变化数据、返回岩屑的大小、随钻测井数据以及放射性示踪剂测井数据中的至少一种。
[0016]为了实现上述目的，本专利技术第二方面提供一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的装置，其中，基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的装置应用于根据以上所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法中，并包括：
[0017]钻杆本体，包括第一钻杆和第二钻杆；
[0018]电磁波发射装置，包括形成有容置空间的发射钻杆短节以及密封于容置空间内的电磁波发射组件，发射钻杆短节的两端分别与第一钻杆和第二钻杆一一对应地连接，电磁波发射组件用于定向发射电磁波。
[0019]在本专利技术实施例中，发射钻杆短节包括第一接头、连接杆体和第二接头，连接杆体上开设容置空间，第一接头和第二接头分设于连接杆体的两端并对容置空间进行密封，第一接头、连接杆体和第二接头依次贯通形成有供钻井液流过的中空流道，第一接头和第二接头远离连接杆体的一端分别与第一钻杆和第二钻杆一一对应地连接。
[0020]在本专利技术实施例中，电磁波发射组件包括电磁波振荡器、定向发射天线和储能电源，定向发射天线和储能电源分别与电磁波振荡器电连接。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术第三方面提供一种钻井设备，其中，钻井设备包括根据以上所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的装置。
[0022]通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法具有如下的有益效果：
[0023]上述技术方案中，在确定当前钻井地层为破碎性或裂缝性地层的情况下，可以先向当前钻井地层泵入强化钻井液，并在强化钻井液吸附于当前钻井地层的破碎带里和裂缝表面后，然后可以向当前钻井地层发射电磁波，以激活强化钻井液中的引发剂，促使引发剂与固化剂发生交联固化反应，粘结、固化地层中的破碎带与裂缝，达到强化井壁围岩的强度的目的，从力学机理的本质上解决破碎性或裂缝性地层的危害，提升了解决破碎性或裂缝性地层井壁垮塌的成功机率。
[0024]本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0025]附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：
[0026]图1是根据本专利技术一实施例的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法的流程图；
[0027]图2是根据本专利技术一实施例的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法中的步骤200的流程图；
[0028]图3是根据本专利技术一实施例的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的装置下入当前钻井地层的结构示意图；
[0029]图4是根据本专利技术一实施例的电磁波发射装置的结构示意图。
[0030]附图标记说明
[0031]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一钻杆
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第二钻杆
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电磁波发射装置
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31
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发射钻杆短节
[0033]311
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第一接头
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312
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连接杆体
[0034]313
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第二接头
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314
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容置空间
[0035]315
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中空流道
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32
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电磁波发射组件
[0036]321
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电磁波振荡器
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322
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定向发射天线
[0037]323
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储能电源
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33
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第一密封圈
[0038]34
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第二密封圈
具体实施方式
[0039]以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法包括：在确定当前钻井地层为破碎性或裂缝性地层的情况下，泵入强化钻井液，其中，所述强化钻井液包括固化剂、引发剂和钻井液；向当前钻井地层发射电磁波激活所述引发剂，以使所述引发剂与所述固化剂产生交联固化反应。2.根据权利要求1所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述固化剂为自由基聚合物，所述引发剂为过氧化物或偶氮化合物。3.根据权利要求2所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述固化剂在所述强化钻井液中的质量分数为1％～20％，所述引发剂为所述固化剂质量的0.1％～5％。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述向当前钻井地层发射电磁波激活所述引发剂，以使所述引发剂与所述固化剂产生交联固化反应包括：将电磁波发射装置下入当前钻井地层；控制所述电磁波发射装置以预设频率发射电磁波激活所述引发剂，以使所述引发剂与所述固化剂产生交联固化反应。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法还包括：根据实时钻井数据确定当前钻井地层是否为破碎性或裂缝性地层。6.根据权利要求5所述的基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的方法，其特征在于，所述实时钻井数据为泵压变化数据、返回岩屑的大小、随钻测井数据以及放射性示踪剂测井数据中的至少一种。7.一种基于电磁波强化钻井井壁围岩强度的装置，其特征在于，所述装置应用于根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢运虎，金衍，陈勉，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：