破損鑽孔套管堵水橋塞及雙橋塞式堵水方法與流程

2023-12-11 22:27:47

本發明涉及一種堵水橋塞及堵水方法，屬於鑽井技術領域，具體涉及一種破損鑽孔套管堵水橋塞及雙橋塞式堵水方法。

背景技術：

據公開資料顯示，目前還沒有針對大直徑鑽孔套管破損漏水的孔內事故實施補救的工程實踐，可借鑑的是傳統油氣井鑽井作業中的膨脹套管技術、修井作業中的套管補貼技術，以及裸眼段打水泥塞技術。

上述膨脹套管技術和套管補貼技術均是基於標準油管規格而進行的相關研究工作，不適用規格以上的大直徑套管。

上述打水泥塞技術是指在未下入套管封閉的井段中，注入一定數量的水泥漿，以便用來封閉或隔絕某一段裸眼地層。它一般應用於以下幾種情況：①封堵報廢井；②隔絕地層，在裸眼法完井中採用；③鑽定向井，或進行側鑽，封堵原井孔；④堵塞漏失；⑤加固坍塌的井壁。在大直徑條件下打水泥塞需要下入木塞。

由於工況條件和施工目的的不同，上述幾種技術施工方法在大直徑鑽孔條件下難以照搬應用。

技術實現要素：

本發明主要是解決現有技術所存在的大直徑深鑽孔因套管破損造成地層水漏入而嚴重影響礦方後期管理使用的實際問題的技術問題，提供了一種破損鑽孔套管堵水橋塞及雙橋塞式堵水方法。該方法具有水泥材料消耗少，施工簡單快速的優勢。該雙橋塞式堵水方法在套管破損漏水點位置上、下各構築一橋塞，然後通過預埋在頂部橋塞的注漿管路向兩橋塞之間注入水泥漿，在注漿泵的壓力作用下，水泥漿經套管破損口進入地層並沿地層裂隙運移至一定距離，將地層裂隙通道填充，最後，憋壓待水泥漿凝固後，即可將套管破碎口處地層裂隙封堵，以阻止地層水再次進入套管內。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種破損鑽孔套管堵水橋塞，包括:分別用於下放至套管破損漏水點上方及下方的頂部橋塞及底部橋塞；其中，所述頂部橋塞包括：

組合塞體，貫穿組合塞體的第一軟管、第三軟管及無鎖接頭短鑽杆，用於向組合塞體上端外壁與套管內壁之間注漿的第二軟管，上端與無鎖接頭短鑽杆底部連接並且下端設置若干通孔的第四軟管。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管堵水橋塞，所述頂部橋塞包括直徑不同並且由無鎖接頭短鑽杆共軸連接的第一塞體及第二塞體；其中，直徑較大的第二塞體上設置有用於安裝所述第一軟管、第三軟管的通孔，所述第二軟管的底部設置於第二塞體上側並用於向第一塞體及套管內壁之間注漿。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管堵水橋塞，所述頂部橋塞和/或底部橋塞的外壁上設置有倒刺槽。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管堵水橋塞，所述頂部橋塞和/或底部橋塞的外側表面設置有密封圈。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管堵水橋塞，所述密封圈包括：麻繩、海帶、棉被中的一種或多種。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管堵水橋塞，所述第一塞體、第二塞體及底部橋塞為實心圓木結構。

一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，包括：

橋塞構築步驟，用於在套管破損漏水點位置上、下構築橋塞；

水泥注漿步驟，用於通過預埋在橋塞上的注漿管路向兩橋塞之間注入水泥漿，利用經套管破損口進入地層並沿地層裂隙運移的水泥漿填充地層裂隙通道。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，所述橋塞構築步驟包括用於構築位於套管破損漏水點下方的底部橋塞的底部橋塞構築子步驟，所述底部橋塞構築子步驟具體包括：

步驟401，將孔內液面抽至套管破損口以下，利用鑽杆將底部橋塞壓送至孔內液面處；

步驟402，從鑽孔孔口依次投入若干碎石及砂，將鑽杆提離孔底，通過鑽杆注入加有速凝劑的水泥漿，形成第二水泥密封層；

步驟403，將鑽杆提離底部，候凝後下鑽，探明第二水泥密封層的深度。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，所述步驟402中，水泥漿在經過加接在鑽杆尾端的旋噴接頭時，從旋噴接頭側部小眼噴射而出，緩慢旋轉鑽杆，使水泥漿滲入碎石、粗砂和細砂層中。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，所述橋塞構築步驟包括用於構築位於套管破損漏水點上方的頂部橋塞的頂部橋塞構築子步驟，所述頂部橋塞構築子步驟具體包括：

步驟601，將頂部橋塞及位於頂部橋塞上的軟管壓送至距離套管破損口上方的預定位置；

步驟602，通過軟管向頂部橋塞的第一塞體與套管形成的環狀間隙之間注入加有速凝劑的水泥漿，形成第一水泥密封層，候凝後將鑽孔內灌滿水；

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，還包括用於測試頂部橋塞與底部橋塞密封效果的試壓測試步驟，所述試壓測試步驟具體包括：

步驟701，向兩橋塞間注入前置液，根據貫穿於頂部橋塞的軟管是否返水判斷各管路是否通暢；

步驟702，將注漿泵泵量調至最低，封閉軟管出口，憋起一定壓力後，若鑽孔孔口無水溢出，則表明構築的頂部橋塞密封效果良好，滿足注漿承壓要求。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，水泥注漿步驟具體包括：

步驟801，通過鑽杆依次注入不同水灰比的水泥漿，當貫穿於頂部橋塞的軟管返出稠水泥漿後，停止注水泥漿；

步驟802，向鑽杆內注入一定量的後置液，驅除鑽杆內存留的水泥漿，然後將貫穿於頂部橋塞的軟管封閉；

步驟803，切換注漿泵至低檔位，低泵量繼續向鑽杆內注入少量的後置液，進行憋壓，使水泥漿沿套管破損口進入地層裂縫；

步驟805，關閉注漿泵的閥門，候凝形成水泥漿塞後提出鑽杆。

優化的，上述的一種破損鑽孔套管雙橋塞式堵水方法，還包括掃塞鑽進步驟，具體包括：

步驟901，下鑽掃頂部橋塞、水泥漿塞，至底部橋塞頂部，停止掃塞鑽進，將孔內液面降至套管破損口位置以下；

步驟902，下入孔內攝像頭觀察漏點情況，若無出水或在允許的出水量範圍內，則表明堵漏成功，然後繼續下鑽掃掉底部橋塞。

因此，本發明具有如下優點：消耗的水泥材料少；可避免出現新的孔內事故，保障了施工安全；封堵效果好。

附圖說明

附圖1為雙橋塞式堵漏方法示意圖；

附圖2為組合塞體結構示意圖；

附圖3為附圖2的俯視圖。

圖中：1.鑽杆；2.第一軟管；3.第一水泥密封層；4.組合塞體；5.套管破損口；6.第二水泥密封層；7.第二軟管；8.第三軟管；9.第一密封；10.第四軟管；11.小孔；12.底部橋塞；13.第二密封；401.第一塞體；402.倒刺槽；403.第二塞體；404.無鎖接頭的短鑽杆；405.第一通孔；406.第二通孔；407.第三通孔。

具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例：

本發明實施例提供了一種破損大直徑鑽孔套管的雙橋塞式堵水方法，下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

所述的套管破損的雙橋塞式堵水方法主要步驟：

步驟一：構築底部橋塞

(1)利用實心圓木製作底部木塞12；

(2)將孔內液面抽至套管破損口5約5m以下；

(3)利用鑽杆將底部橋塞12送至孔內液面處；

(4)從鑽孔孔口依次投入若干碎石、粗砂和細砂，，然後將鑽杆1提離孔底1m～2m，通過鑽杆1注入加有速凝劑的水泥漿，水泥漿在經過加接在鑽杆1尾端的旋噴接頭時，從旋噴接頭側部小眼噴射而出，同時緩慢旋轉鑽杆1，使水泥漿均勻滲入碎石、粗砂和細砂層中，形成高度1m～2m的第二水泥密封層6，目的是將底部橋塞12與套管周邊進一步密封；

(5)將鑽杆1提離底部一定距離後，候凝2h；

(6)下鑽，探明第二水泥密封層6的深度後，提出鑽杆1；

步驟二：構築頂部橋塞

(1)製作利用兩個不同直徑的實心圓木製作組合塞體4；

(2)利用鑽杆1將組合塞體4及第一軟管2、第二軟管7、第三軟管8、第四軟管10等壓送至距離套管破損口53m以上的預定位置；

(3)通過第二軟管7向組合塞體4的第一塞體401與套管的環狀間隙注入加有速凝劑的水泥漿，形成高度1m～1.5m的第一水泥密封層3，目的是將組合塞體4與套管周邊進一步密封，同時要防止水泥漿漫至裸露鑽杆1處將鑽杆1固結引起新的孔內事故；

(4)候凝12h後，將鑽孔內灌滿水，目的一是在頂部橋塞上部施加一定壓力有助於其下部承受更大的壓力，目的二是在注水泥漿過程中通過觀察鑽孔水液面可輔助判斷頂部橋塞密封情況；

步驟三：試壓

(1)利用注漿泵通過鑽杆1向兩橋塞間注入前置液清水，當預埋在組合塞體4中的第一軟管2、第三軟管8返出水，則表明孔內各管路通暢，第一軟管2、第三軟管8完好無嚴重折彎現象；

(2)然後，將注漿泵泵量調至最低，將第一軟管2、第三軟管8出口封閉，憋起一定壓力驗證頂部橋塞的密封效果，如果鑽孔孔口無水溢出，則表明構築的頂部橋塞密封效果良好，可滿足注漿承壓要求；

步驟四：注水泥漿

(1)通過鑽杆依次注入不同水灰比的水泥漿，同時觀察第一軟管2、第三軟管8返出水泥漿、以及鑽孔孔口溢水的情況，當返出稠水泥漿後，停止注水泥漿；

(2)向鑽杆1內注入一定量的後置液即地面管路與鑽杆通道的容積，驅除鑽杆1內存留的水泥漿，防止鑽杆1內發生凝固造成堵塞，然後將第一軟管2、第三軟管8出口封閉；

(3)切換注漿泵至低檔位，低泵量繼續向鑽杆1內注入少量的後置液進行憋壓，使水泥漿沿套管破損口進入地層裂縫；

(4)關閉注漿泵的閥門，候凝2h後，提出鑽杆1；

步驟五：掃塞鑽進

(1)繼續候凝48h，下鑽掃頂部橋塞、水泥漿塞，至底部橋塞頂部，停止掃塞鑽進；

(2)採用空氣反循環方法將孔內液面降至套管破損口5位置以下；

(3)下入孔內攝像頭觀察漏點情況；

(4)若無出水或在允許的出水量範圍內，則表明堵漏成功；

(5)繼續下鑽掃掉底部橋塞。

所述的組合塞體4的結構，由第二塞體403、第一塞體401、無鎖接頭的短鑽杆404組成，其中：第二塞體403設置有第一通孔405、第二通孔406、第三通孔407等共三個通孔，在外側表面設置有倒刺槽402，其作用是防止纏繞在第二塞體403外側表面的麻繩、海帶、棉被在下放過程中脫落，第一塞體401設置有第二通孔406，無鎖接頭的短鑽杆404通過第二通孔406將第二塞體403與第一塞體401連接。

所述的頂部橋塞的組合塞體4與套管間的密封形式，由纏繞在組合塞體第二塞體403外側表面的麻繩、海帶、棉被形成第一密封9，由灌注於第一塞體401與套管間的水泥漿凝固後形成第一水泥密封層3。

所述的底部橋塞的底部橋塞12與套管間的密封形式，由纏繞在底部橋塞12外側表面的麻繩、海帶、棉被形成第二密封13，由灌注的不同粒徑砂石、水泥凝固後形成第二水泥密封層6。

所述的第四軟管10上端與無鎖接頭的短鑽杆404連接，下端設置有多個小孔11，第四軟管10的設置可使水泥漿沿著鑽杆1、無鎖接頭的短鑽杆404中心通道進入底部橋塞12頂部，保障水泥漿至下而上填充底部橋塞與頂部橋塞之間的空間，同時將其間的地層水經由第一軟管2、第三軟管8驅出至地面，第四軟管10下端多個小孔11的設計可避免因孔內複雜情況使某個小孔的堵塞從而造成整個堵水施工的失敗。

顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發明的公開內容、應用或使用。雖然已經在實施例中描述過並且在附圖中描述了實施例，但本發明不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認為的最佳模式以實施本發明的教導的特定例子，本發明的範圍將包括落入前面的說明書和所附的權利要求的任何實施例。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。