[發(fā)明專利]一種氣舉反循環(huán)鉆井方法及鉆具組合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710549805.5
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107461162B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊帆
• 申請（專利權(quán)）人: 成都西南石大石油工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發(fā)明屬于氣舉鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氣舉反循環(huán)鉆井方法及鉆具組合裝置，上述方法包括A、通過方鉆桿向鉆柱內(nèi)腔中注入高壓氣體；B、高壓氣體經(jīng)雙壁鉆桿與鉆井液形成氣液混合流體；C、氣液混合流體由旁通短節(jié)進入鉆柱與井壁之間的環(huán)空；D、進入環(huán)空中的氣體和鉆井液在重力作用下進行分離，鉆井液則向井底運移并攜帶井底巖屑進入鉆柱內(nèi)腔；E、巖屑沉淀在沉沙管中，鉆井液再次進入鉆柱與井壁之間的環(huán)空，形成鉆井液由鉆柱內(nèi)腔?鉆柱與井壁之間環(huán)空的內(nèi)循環(huán)；F、隨著鉆頭的鉆進，重復(fù)步驟B至E。本發(fā)明提供的氣舉反循環(huán)鉆井方法及鉆具組合裝置，在不降低鉆井液密度和不增加井底回壓的情況下，就可實現(xiàn)在低壓地層的安全鉆進。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣舉反循環(huán)鉆井方法及鉆具組合裝置，屬于氣舉鉆井技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在常規(guī)的油氣鉆井作業(yè)中，鉆井液從方鉆頭水龍頭進入鉆柱內(nèi)腔，從鉆頭水眼噴出，在井底攜帶巖屑后，由鉆柱與井壁之間的環(huán)空循環(huán)返出地面，稱之為正循環(huán)鉆井。鉆井液從上述環(huán)空注入，流經(jīng)鉆頭攜帶巖屑后，由鉆柱內(nèi)孔返出地面，稱之為反循環(huán)鉆井。通過鉆井液循環(huán)將巖屑帶出井筒防止卡鉆是鉆井液的主要功能之一，建立鉆井液循環(huán)是鉆井工程得以正常進行的前提。鉆井液在井筒內(nèi)的液柱壓力不高于地層壓力是建立鉆井液循環(huán)和不大量漏失的基礎(chǔ)。但當鉆遇極低壓地層時，很難用降低鉆井液密度方法來建立鉆井液循環(huán)，巖屑無法循環(huán)出井筒，經(jīng)常發(fā)生卡鉆事故，給鉆井工程帶了來極大困難。

為了在低壓地層建立鉆井液循環(huán)和減少漏失，產(chǎn)生了很多公知降低鉆井液密度的方法，但還是沒法在一些壓力極低地層的井中建立鉆井液循環(huán)，從而無法實施鉆井工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種氣舉反循環(huán)鉆井方法及鉆具組合裝置，其目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種氣舉反循環(huán)鉆井方法，包括下列步驟：

A、當鉆遇低壓地層時，通過方鉆桿持續(xù)向鉆柱內(nèi)腔中注入高壓氣體；

B、高壓氣體沿雙壁鉆桿一通道進入另一通道，然后與鉆井液形成氣液混合流體；

C、氣液混合流體由旁通短節(jié)上的旁通孔進入鉆柱與井壁之間的環(huán)空；

D、進入環(huán)空中的氣體和鉆井液在重力作用下進行分離，其中氣體沿鉆柱與井壁之間的環(huán)空向井口運移并經(jīng)放空管線排出，而鉆井液則向井底運移并攜帶井底巖屑經(jīng)鉆頭水眼再次進入鉆柱內(nèi)腔；

E、鉆柱內(nèi)腔中的巖屑和鉆井液在沉沙管中進行分離，巖屑沉淀在沉沙管中，鉆井液則向上與高壓氣體混合后經(jīng)旁通短節(jié)再次進入鉆柱與井壁之間的環(huán)空，從而在近井底處形成了鉆井液由鉆柱內(nèi)腔-鉆柱與井壁之間環(huán)空-鉆頭水眼-鉆柱內(nèi)腔的內(nèi)循環(huán)體系；

F、隨著鉆頭的鉆進，重復(fù)步驟B至E。

在本發(fā)明中，上述步驟F包括兩種情況：

1)、當沉沙管中裝滿巖屑而未鉆穿低壓地層時，停鉆，并停止向方鉆桿中注入高壓氣體，起出鉆柱，取下沉沙管，清理沉沙管內(nèi)沉淀的巖屑，再重新安裝好沉沙管，下放鉆柱，重復(fù)步驟A至F，直到鉆穿低壓地層。

2)、當沉沙管中裝滿或未裝滿巖屑，但已鉆穿低壓地層時，停止向方鉆桿中注入高壓氣體，并立即向方鉆桿中注入鉆井液并開始循環(huán)鉆井液，待將鉆柱內(nèi)腔和環(huán)空鉆井液中的氣體都經(jīng)放空管線排完后，再繼續(xù)進行正常鉆進，而沉沙管中的巖屑可等下次起鉆時再進行清理。

本發(fā)明還提供了一種氣舉反循環(huán)鉆具組合裝置，包括鉆柱和井口防噴裝置，井口防噴裝置套設(shè)在鉆柱上。

鉆柱包括沿井口至井底依次螺紋連接的方鉆桿、第一單壁鉆桿組、旁通短節(jié)、雙壁鉆桿、混合短節(jié)、第二單壁鉆桿組、沉沙管、第三單壁鉆桿組、鉆挺和鉆頭。