[发明专利]一种气体钻井后替换钻井液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井施工工艺方法技术领域，具体是一种气体钻井结束后替换钻井液的方法。

技术背景

气体钻井技术以其钻井速度快、利于保护储层、避免井漏等诸多优点，正受到广泛的推广应用，然而在气体钻井结束后替换钻井液的过程中，容易出现地层水化剥蚀、井壁坍塌、钻井液漏失等复杂情况，给替浆作业和后续施工带来很多困难，影响钻井速度。如何安全顺利地进行钻井液替换是一个难以解决的问题，除了合理调整钻井液性能之外，科学的替换工艺也很重要。

目前常用的钻井液替换工艺包括直接注入法、前置液法和分段注入法三种。                                                直接注入法是将满足条件的钻井液直接通过钻杆注入井底，然后从环空返回井口。当钻头下到井底时，如果井壁发生严重坍塌，将存在钻头、钻具被埋的风险，该方法适用于井壁稳定性较好的地层使用。前置液法是首先在钻杆内注入一段润湿反转隔离液或堵漏隔离液，然后再注入钻井液，钻井液顶替前置液从环空返回井口。润湿反转隔离液可以提前对井壁进行预处理，使井壁岩石由亲水变为亲油，防止地层黏土水化膨胀，避免井壁坍塌；堵漏隔离液可以提前封堵可能存在的漏失层，减少钻井液漏失。该方法应保证隔离液与钻井液具有良好的配伍性，不能产生混浆现象，另外，该方法仍然存在钻头、钻具被埋的风险。分段注入法是在前置液法的基础上，起钻和注浆作业多次交替进行，分段注入前置液和不同密度（或相同密度）的钻井液。该方法可以根据地层特点和压力分布，有针对性地选择钻井液密度，有利于井下安全，也减小了钻头、钻具被埋的风险，但是该方法需要准确计算钻井液的分段注入量和起钻深度，始终保持环空中的隔离液在钻井液之上，由于气体钻井的井眼扩大率变化较大，且可能存在漏失层，所以难以准确计算分段注入量和起钻深度。另外该方法工序相对复杂，且同样存在混浆的可能。

发明内容

本发明是在总结以上三种方法优缺点的基础上，提出一种施工简单、节省原材料、利于井壁保护、避免了钻头和钻具被埋风险的气体钻井结束后替换钻井液的方法，并且其中钻井液体系仍然依照传统钻井液替换方法中的优选原则来配制。

其技术方案包括：

气体钻井结束前，加大气体排量，携带干净井底的沉砂后，起钻至上一层套管内；

往钻杆内注入润湿反转剂，并旋转钻头，使润湿反转剂喷淋在井壁上并沿着井壁往下流，直至流到井底，从而对整个井壁进行润湿反转处理；

充分处理后，下钻至井底，在钻杆内注入堵漏隔离液和钻井液，直至钻井液返出井口，完成替换作业；

及时下入下部地层所适用的钻头和钻具进行通井，做好钻井液循环，并多次拉划井壁，保持好井眼清洁。

上述方案进一步包括：

在钻杆内注入钻井液的同时慢速起钻。

在钻杆内采用小排量注入钻井液。

润湿反转剂是一种非离子表面活性剂，能将岩石表面由亲水性转换为亲油性，如聚合醇类，目前现场常用的润湿反转剂是RSF-1。

另外，由于气体钻井后替入水基钻井液，井壁没有致密泥饼的保护，井浆中自由水将通过地层孔隙、裂缝，大量而迅速地进入地层，造成泥页岩地层水化膨胀，井壁失稳，因此，要求所使用的水基钻井液具有较强的抑制性，即替入的钻井液是一种强抑制性钻井液。

本发明的优点在于：

1.工序简单，施工时间短。气体钻井结束后直接起钻到上一层套管内，不用更换钻头和钻具；替换过程中边注钻井液边起钻，减少了起下钻次数。

2.避免了钻头、钻具被埋的风险。起钻到上层套管内，即使存在较严重的井壁坍塌，也能完全避免钻头、钻具被埋的风险；注钻井液过程中边注边起钻，减少了钻头、钻具被埋的风险。

3.节省润湿反转剂，井壁润湿反转效果好。喷淋润湿反转剂，保证了它与井壁的充分接触和反应，同时避免了混浆的发生；即使存在大的孔隙或裂缝，也不会造成润湿反转剂的大量漏失。其中钻井液体系仍然依照传统钻井液替换方法中的优选原则来配制

4.有利于保护井壁。起下钻次数少，且第一次下钻时井壁不再干燥，减轻了钻具和钻头对井壁的碰击破坏；带钻头注钻井液，避免了常规替换方法中光钻杆注钻井液对井底的冲击。

附图说明

图1为润湿反转剂的喷淋示意图。

图中：1地层， 2套管， 3环空， 4井壁， 5钻杆， 6钻头， 7润湿反转剂， 8井底。

具体实施方式

现结合说明书附图进一步说明本发明的技术方案：

典型实施例1：