固体泡沫钻井方法技术

本发明专利技术涉及一种配合气体钻井技术的固体泡沫钻井方法，是在常规气体钻井设备基础上，增加辅料添加装置、回收系统，所述工艺方法主要包括以下步骤：将气体增压后注入到井内，并开始钻进；通过辅料添加装置将固体泡沫加入增压气体中；固体泡沫随增压气体入井，并吸附地层水；吸水固体泡沫通过环空返回地面；用回收系统将固体泡沫回收利用，该工艺方法固体泡沫用量少、回收方便、设备工艺简单，综合成本低，解决了气体钻井携水能力不足的问题，拓宽了气体钻井应用范围，为钻井工程提速提效提供了新的方法。

【技术实现步骤摘要】
固体泡沬钻井方法
本专利技术涉及石油和天然气钻井工艺技术，特别是一种配合气体钻井技术的。
技术介绍
由于气体钻井技术提高钻井速度明显，储层保护效果好，而且综合钻井成本低，因此在石油钻井工程中已得到了广泛应用，但气体的携水能力非常有限，一旦地层出水时，使气体钻井技术就难以发挥其技术优势，气体钻井技术应用受到极大的制约。为了提高气体钻井的携水性能，工程技术人员先后发展和应用了雾化、泡沫钻井技术，但雾化和泡沫的携水性能仍然不能完全解决地层出水问题，当地层出水量较大时，仍不得不转化为钻井液钻井。一些固体材料的吸水性非常强，特别是随着固体材料科学技术的发展，某些合成固体材料吸水性量较强，其吸水量甚至可达到原来体积的成百上千倍，为解决气体钻井携水问题提供了一种新的方案:固体泡沫钻井工艺方法。其可行性主要体现于: (I)具有较强吸水性的固体材料本身密度较低，吸水后其密度仍小于岩屑密度，气流将吸水后的固体材料携出井筒返回地面较为容易； (2 ) 一些吸水性固体材料吸水后是可以通过离心、烘干方法除去吸附水，材料可以重复利用，降低固体泡沫钻井工艺成本，具有较强的推广价值。鉴于在很多油气田都可能钻遇水层，当前气体/雾化/泡沫钻井携水能力不足，亟需提供一种具有很大携水能力的气体钻井工艺方法。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为解决气体钻井携水难的问题，提供一种利用固体材料吸附地层水的固体泡沫钻井工艺方法。本专利技术的技术方案:在常规气体钻井工艺基础上，将固体泡沫加入到增压气体中，所述固体泡沫为具有较强吸水性的轻质固体颗粒材料。所述方法中还包括使用回收系统对固体泡沫进行回收处理。固体泡沫加入到增压气体是通过辅料添加装置加入高压充气管线内，辅料添加装置带有计量器；所述回收系统是由排砂池、清洗池、脱水装置及烘干装置组成。所述清洗池内设有搅拌器。所述回收系统进行回收处理步骤包括:(I)返回地面固体泡沫均排放到充水的排砂池内，初步分离固体泡沫与岩屑；(2)初步分离的固体泡沫进入清洗池，在机械搅拌作用下，进一步分离附着于固体泡沫的岩屑；(3)经过清洗池清洗后的固体泡沫进入脱水装置脱水；(4)脱水后的固体泡沫进入烘干装置烘干。借助于本专利技术，能够实现下述有益效果: (I)固体泡沫用量少、回收方便、设备工艺简单，综合成本低； (2)解决了气体钻井携水能力不足的问题； (3 )拓宽了气体钻井应用范围，为钻井工程提速提效提供了新的方法。【附图说明】图1是本专利技术的具体应用的布置示意图。图中，1.气体钻井井场设备，2.辅添加装置，3.排砂池，4.清洗池，5.脱水装置，6.烘干装置； 图2是本专利技术的具体流程示意图。【具体实施方式】现结合图1、图2对本专利技术做进一步的描述。主要是:通过气体钻井的气流将具有较强吸水性的固体泡沫(如淀粉接枝丙烯酸盐聚合物或丙烯酰胺共聚物)携入井底，固体泡沫在井筒内吸水后，由气体携带返回地面，通过清洗、脱水及烘干，使该固体泡沫能够重复利用。现场布置如图1所示，相对于常规气体钻井，该工艺需在增加气体的管线后侧增加辅添加装置2，并在排砂池3附近增加清洗池4、脱水装置5和烘干装置6。固体泡沫钻井工艺流程如图2所示。根据本专利技术，包括以下步骤: (1)将气体增压后注入到井内，并开始钻进； (2)通过辅料添加装置将固体泡沫加入增压气体中； (3)固体泡沫随增压气体入井，并吸附地层水； (4)吸水固体泡沫通过环空返回地面； (5 )用回收系统将固体泡沫回收利用。所述的固体泡沫钻井工艺方法，需在在常规气体钻井设备I基础上，增加辅料添加装置2、清洗池3、脱水装置4及烘干装置5。在所述步骤(2)中，所选用的固体泡沫为具有较强吸水性的轻质固体颗粒材料，而且辅料添加装置2能够控制固体泡沫添加量。在所述步骤(4)中，返回地面的岩屑、吸水固体泡沫均排放到排砂池内。在所述步骤(5)中，固体泡沫回收系由排砂池、清洗池3、脱水装置4及烘干装置5组成。所述排砂池应充满一定的水，使吸水固体泡沫漂浮于水面。所述清洗池内装有清水及机械搅拌器，除去附作于吸水固体泡沫中的岩屑。所述脱水装置4烘干装置5除去吸水固体泡沫中的水，使固体泡沫可重复利用。具体应用时，一旦发现地层出水量已经达到无法采用气体实现携水时，根据地层出水量选择所需吸水性固体泡沫并优化材料参数，例如材料粒径大小、加入量，所选固体应满足以下述几点要求:(1)固体泡沫吸水后表面强度良好，避免发生固体泡沫吸水后附作于井壁或钻具上，造成井下风险；(2)固体泡沫的吸水后膨胀不易过大，避免吸水后膨胀体积过大；(3)固体泡沫的粒径不易过大，避免堵塞钻具；(4)固体泡沫的选择应与地层水相配伍，以提高其吸水速度；(5)固体泡沫加入量应与地层出水量、材料的吸水能力相配套。固体泡沫通过辅料添加装置2加入高压充气管线，并随管线气流进入井筒，其中辅料添加装置2具有调节加入量功能，以便随时根据地层出水量的情况调节固体泡沫加入量。固体泡沫通过钻头进入井筒内，吸附地层水，由高速气流携带出到井口，如果要停止注气(如接单根时),应先停止加入固体泡沫,并注气循环一定时间，以防止大量吸水后的固体泡沫停滞于井筒内，造成井下风险。吸水固体泡沫随气流排入排砂池，气体将排放或燃烧，充有一定量水的排砂池将固体泡沫悬浮于表面，采用人工或机械方法将其打捞，并投入清洗池4中清洗。为提高清洗效率，可以在清洗池4中增加机械搅拌装置。清洗后，将吸水固体泡沫倒入脱水装置5中脱水，最后在烘干装置6中烘干，固体泡沫恢复其吸水性，重复利用，降低成本，保护环境。本文档来自技高网...

【技术保护点】
固体泡沫钻井方法，其特征在于：在常规气体钻井工艺基础上，将固体泡沫加入到增压气体中，所述固体泡沫为具有较强吸水性的轻质固体颗粒材料。

【技术特征摘要】
1.固体泡沫钻井方法，其特征在于:在常规气体钻井工艺基础上，将固体泡沫加入到 增压气体中，所述固体泡沫为具有较强吸水性的轻质固体颗粒材料。2.根据权利要求1所述的固体泡沫钻井方法，其特征在于:所述方法中还包括使用回 收系统对固体泡沫进行回收处理。3.根据权利要求2所述的固体泡沫钻井方法，其特征在于:固体泡沫加入到增压气体 是通过辅料添加装置加入高压充气管线内，辅料添加装置带有计量器，所述回收系统是由 排砂池、清洗池、脱水装置及...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，冯光通，唐洪林，耿应春，刘新华，牛洪波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：