[發明專利]一種用于弱膠結地層的固井方法和裝置

有效

• 申請號: 201610832167.3
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106321012B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 步玉環;杜嘉培;郭勝來;柳華杰
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于弱膠結地層的固井方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取弱膠結地層的地質樣本；

根據所述地質樣本，確定弱膠結地層的含水率、密度和砂粒粒徑；

根據所述含水率和密度，確定所述弱膠結地層的孔隙比；

根據所述孔隙比和砂粒粒徑，確定用于所述弱膠結地層固井的固化材料的粒徑和固井施工參數，其中，所述固井施工參數包括注入時間、注入壓力和注入固化材料總量；

根據所述固化材料的粒徑，選擇合適的固化材料；

將所述固化材料與固井基液相混合，制作一定固化漿液黏度的弱膠結地層固化漿液，其中，所述固化漿液黏度根據所述弱膠結地層固井要求確定；

根據所述注入時間，將所述注入固化材料總量的固化漿液按照所述注入壓力到井筒與所述弱膠結地層之間的環形空間；

待所述固化漿液滲透至預定固化范圍后，向所述井筒與所述弱膠結地層之間的環形空間注入水泥。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述地質樣本，確定弱膠結地層的含水率、密度和砂粒粒徑，包括：

用取土環刀獲取與所述取土環刀容積相等的地質樣本，確定所述地質樣本的質量和密度，其中，所述密度為所述地質樣本的質量與所述取土環刀的容積的比值；

確定所述地質樣本的含水率，所述含水率為烘干前的所述地質樣本的質量與烘干后所述地質樣本的質量的差值，與烘干后所述地質樣本的質量的比值；

采用篩分法和激光粒度分析儀測試法相結合的方法確定所述烘干后的地質樣本的砂粒粒徑。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據所述含水率和密度，確定所述弱膠結地層的孔隙比，包括：

根據所述地質樣本的質量和所述地質樣本的密度，確定所述地質樣本的體積；

根據所述地質樣本的質量和所述地質樣本的含水率，確定所述地質樣本中的水的質量，進而根據所述地質樣本中的水的質量與水的密度，確定所述地質樣本中的水的體積；

根據所述地質樣本中的水的體積與所述地質樣本的體積的比值，確定所述地質樣本的孔隙比。

4.根據權利要求1～3任一項所述的方法，其特征在于，所述根據所述孔隙比和砂粒粒徑，確定用于所述弱膠結地層固井的固化材料的粒徑和固井施工參數，包括：

根據所述地質樣本的孔隙比，確定一定地質范圍內的所述弱膠結地層的孔隙體積，所述孔隙體積用于表征所述弱膠結地層對應的最大注入固化材料總量；

采用E.B.Burwell判據，根據所述地質樣本的砂粒粒徑的粒徑分布曲線，確定用于所述弱膠結地層固井的固化材料的粒徑；

根據固化材料的粒徑，確定用于所述弱膠結地層固井的固化材料；

根據實際工況確定固井施工參數，其中，所述固井施工參數包括注入時間、注入壓力和注入固化材料總量。

5.一種用于弱膠結地層的固井裝置，其特征在于，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取弱膠結地層的地質樣本；

第一確定模塊，用于根據所述地質樣本，確定弱膠結地層的含水率、密度和砂粒粒徑；

第二確定模塊，用于根據所述含水率和密度，確定所述弱膠結地層的孔隙比；

第三確定模塊，用于根據所述孔隙比和砂粒粒徑，確定用于所述弱膠結地層固井的固化材料的粒徑和固井施工參數，其中，所述固井施工參數包括注入時間、注入壓力和注入固化材料總量；

處理模塊，用于根據所述固化材料的粒徑和所述固井施工參數，對所述弱膠結地層實現固井；

所述處理模塊具體包括：

第一處理子模塊，用于根據所述固化材料的粒徑，選擇合適的固化材料；

第一制作子模塊，用于將所述固化材料與固井基液相混合，制作一定固化漿液黏度的弱膠結地層固化漿液，其中，所述固化漿液黏度根據所述弱膠結地層固井要求確定；

第一注入子模塊，用于根據所述注入時間和所述注入壓力，將所述注入固化材料總量的固化漿液按照所述注入壓力到井筒與所述弱膠結地層之間的環形空間；

第二注入子模塊，用于待所述固化漿液滲透至預定固化范圍后，向所述井筒與所述弱膠結地層之間的環形空間注入水泥。