[发明专利]一种钻井过程中液体胶塞封隔产层循环控压方法及系统

说明书

本发明涉及油田控压钻井工程技术领域，特别是涉及一种钻井过程中液体胶塞封隔产层循环控压方法及系统，井筒气侵时，将井筒通过液体胶塞分为两段，将上部井段气侵的钻井液完全循环出来后；在破碎液体胶塞循环处下部气侵的钻井液；其中液体胶塞为依次往钻具中注入凝胶物质A、隔离液和凝胶物质B，经钻头返出后，在井底静置后形成的。通过本控压方法及系统，能有效解决井口井控的风险大和井控之间长的问题。

技术领域

本发明涉及油田控压钻井工程技术领域，特别是涉及一种钻井过程中液体胶塞封隔产层循环控压方法及系统。

背景技术

当钻机钻遇到深层复杂地层过程中，如果地层的孔隙压力和破裂压力间的窗口相对较小，常常会产生井涌、井漏、有害气体泄漏，卡钻、起下钻时间过长等问题，不仅会延长钻井时间，也会带来安全、污染等问题。如果在钻井过程中能够有效对井下压力进行控制，就能够有效缓解地层复杂等问题。

控压钻井是在钻进过程中对井筒压力及时进行控制的技术，目前属于一个较为先进的钻井技术，正在各油田逐步得到广泛应用，同时取得了良好的效果。控压钻井是对井筒压力进行精确控制，实现井底压力始终处于稳定状态。操作人员可以通过控压钻井装置控制井口回压，实现实时调整，确保井底压力始终在合理范围内。目前有以下技术措施。

1、井口回压控制

通过井口调节节流阀的通径来调节井口回压，以确保井筒压力始终保持在合理的范围内。通过对井底压力的精确控制，控压钻井既可以有效地防止钻井过程中可能发生的井漏，也可以避免发生溢流等井控险情。

2、井底压力恒定法

称为当量循环密度控制，作为一种环空水力节流压力、钻井液静柱压力的方法来精确控制井底压力。在开展设计过程中，通常是采用低于常规钻井方式的钻井液密度开展平衡钻井，在循环过程中的井底压力等于静液柱压力加上环空压耗。当关井、接钻杆时，循环压耗就会同时消失，让井底压力处于不平衡状态，之后在井口加入回压让井底压力处于平衡，这样能够避免地层流体侵入问题。理论上讲，该种情况在静止时，在井口加入回压等与循环时环空压耗。在井底压力恒定控压钻井作业过程中，在钻进、接单根、环空压力剖面，如果出现底层出现涌、漏问题，即可通过加压控制。

3、持续提高钻井液密度

在探井钻井过程中实施控压钻井工艺能及时发现产层，降低井控风险；但是长庆油田二开钻遇层位多、裸眼段长，含气层位多，地层压力各异；钻进过程中连续钻穿多套含气层，井下出现连续气侵；由于探井设计为水平井，循环处理溢流时间长，效果不明显；现场技术人员只能根据现象逐渐提高钻井液密度以期将地层压稳，由于现场情况较为急迫，钻井液密度从开始的1.2g/cm³逐渐提到1.8g/cm³之多，当地面观察井口溢流消失，认为平衡了地层压力；继续钻进下部地层的过程中时，就容易在过高密度钻井液的液柱压力下将下部薄弱地层压漏失返，井控风险加剧。

例如，某井2875米左右在马四段发现裂缝性主力气层，钻遇初期钻井液密度1.30g/cm³，气体流量、气测值均较高，显示强烈，随着裂缝压力的释放，后期钻进过程中未有明显显示，但直至完钻后钻井液密度提升至1.75g/cm³，仍不能很好的满足45～50小时的电测安全周期，钻井液提升至1.80g/cm³地层流体上窜速度才有很明显的降低，后期验证本井马四段地层压力超过设计上限1.38～1.42g/cm³，井筒过压现象明显。

分析认为：目前的控压钻井的主要设备安装在井口、地面，井下管柱还是使用的常规钻具，致使在钻进长裸眼多压力体系的地层气侵井口处理时间过长井下复杂的风险较大。即在气侵、溢流在循环置换的过程中，虽然环空的气侵泥浆被置换出来，但同时产层的气体还在源源不断地进入井底、环空，造成处理时间过长，同时，井口处的压力较高、裸眼井段长、漏层承压能力低，风险较大，一定程度上影响现场人员、设备、井下的安全。

发明内容