[发明专利]封堵钻探井孔吸收层的方法及其装置

说明书

本发明属采矿工程领域，更确切地说，是封堵钻探井孔中吸收层的方法及其实施装置。

本发明适合于在采油、采矿工业部门中钻探油井和气井（天然气出气孔）时应用。

已公知的封堵深井中吸收层的方法（见，例如，КРЫЛОВВ.N.“深井吸收层的封堵-NзоляПNя    потлоШаЮЩNхпластоввтлубОкNх  скваЖNнах，“НеДра，СМОСкВа），1980，P.258～259），归结为：从井口向钻杆注入止水泥浆。同止水泥浆一起，运输充填料、装在聚乙稀树脂或橡胶容器内的凝固剂或速凝剂。当从钻杆出来时，借助刀片破开容器包皮，使凝固和硬化过程产生加速的附加配料进入止水泥浆。在泥浆凝固和硬化过程加速剂的作用下，止水泥浆的流变和结构-机械性质的变化不是在瞬间发生的，而是在一定时期内变化的，因此止水泥浆沿钻井井筒低于钻杆处和在吸收层处运动过程中，不可避免地同钻井中的冲洗液和吸收层中的矿层液体相混合，因为止水泥浆主要沿其最大的泄放通道进入吸收层。止水泥浆在很大程度上失去了本身的止水性能，这就降低封堵钻井吸收层的质量。

已公知的钻井灌注水泥法（见，例如，苏联发明人证书No.1055856）归结为：预先冲洗钻井，然后从井口向钻杆灌注止 水泥浆，通过在钻杆出口处离心分离止水泥浆的方法，获得大密度相和小密度相，加快止水泥浆的凝固和硬化过程。止水泥浆获得旋转运动，然后降入钻井的（钻）杆外间隙。旋转的止水泥浆流在升向井口时，获得附加的转速增量。在井壁和分离器最大外径之间的最小环形断面区，止水泥浆的转速达到最大值。因此，造成对井壁增高的压力。在这样压力作用下，止水泥浆分离-分层，形成具有不同水灰比的止水泥浆层。在井壁周边形成水灰比小的止水泥浆层-大密度的^＊，在中央范围形成水灰比大的止水泥浆层-小密度的^＊＊。靠着浆流的运动，脱开中央流，由此而保证可以在吸收层区域直接调节水灰比，其中包括在封堵具有高的液体引流性的吸收层时的情况。

在所给方法中不规定阻挡具有小密度止水泥浆的向下运动。同时由于沿止水泥浆流行程方向有横断面向上增长呈转动抛物面形状的外罩，小密度止水泥浆的上升运动困难。因此，大密度止水泥浆相重新同小密度止水泥浆相激烈混合，这导致降低封堵吸收层的效果。在封堵高透水性吸收层时，大密度和小密度止水泥浆相产生最厉害的混合。

公知的还有向钻井灌注水泥的装置（苏联发明人证书No.1055856），它含有藉助于转接管同钻杆下端连接的主体，主体有轴向沟道，并至少有一个为分离止水泥浆的侧向循环沟道。循环沟道沿螺旋线方向做在主体外表面，并通过轴向沟道同钻井的杆外间隙连接，在杆外间隙处产生止水泥浆的离心分离。主体还有外罩，其外表面高于侧向循环沟道，做成横断面向上增长的转动抛物面形状。

为了达到止水泥浆流有效地转动，须要在螺旋循环沟道内造成 很大的压力降，为此这些沟道的长度必需很大，横断面必需很小，这样使得制造工艺性差，对于水泥灌注设备（地面构架、钻杆）的要求极严，并增加封堵吸收层进行工作的危险性。

在井壁和做成抛物线形状的装置外罩之间、逐渐向上变窄的环形沟道中，止水泥浆流的横断面大大减小，这引起增大的扰流情况。这种扰流障碍止水泥浆的离心分离。除此，在钻井杆外间隙内，止水泥浆上升流横断面的减小导致对吸收层压力的增大，这就限制提高止水泥浆流转速的提高（尤其是在封堵高透水性吸收层时），加剧小密度止水泥浆相向下的运动，随后，此相物渗入吸收层和同大密度止水泥浆相物混合。

在完成这种具有一个循环通道的装置时，对设备不实现动力平衡，就不能保证装置在钻井中稳定的同心位置。

本发明的目的是：创立一种封堵钻井中吸收层的方法以及实现这种方法的装置。在这种装置中，有个两相止水泥浆中的一相的排出口，它允许提高封堵吸收层的质量。

这是由以下情况达到的。封堵钻井中吸收层的方法归结于：从钻探井口向钻杆灌注止水泥浆，在钻杆出口处，用离心分离止水泥浆的方法获得大密度相和小密度相，加速止水泥浆的凝固和硬化过程，特征在于，分离出来的小密度止水泥浆相沿着高于吸收层吸收区的钻井杆外间隙被引向井口。