半程充氣固井方法
2023-11-11 10:19:47
專利名稱：半程充氣固井方法
技術領域：
本發明涉及石油鑽井固井技術領域，是一種半程充氣固井方法。
背景技術：
隨著石油勘探開發向縱深方向、邊緣地區拓展，鑽井過程中鑽遇的地層越來越複雜，同一井眼出現多套壓力系統，鑽井液安全密度窗口窄(即地層空隙壓力與地層漏失壓力相差很小)，同時地層破裂壓力梯度極低，給固井完井帶來了很多困難，如下套管前提高地 層承壓能力的工作消耗很多的人力、物力和時間，套管下至預定位置後因井漏無法建立循環，注水泥、頂替過程中極易發生漏失導致水泥返高不夠等等。目前採用低密度防漏水泥漿技術解決固井漏失問題，因水泥漿密度越低，費用越高，水泥石的性能越差，油田公司在決策方面顧此失彼，尚未達到理想的效果。
發明內容
本發明提供了一種半程充氣固井方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決地層漏失使得固井完井作業困難和因地層漏失而發生井漏後造成固井作業費用高的問題。本發明的技術方案是通過以下措施來實現的一種半程充氣固井方法，按下述步驟進行第一步，井中下入完井套管管串，當完井套管管串下入至中途時，在井口處將噴射短節固定安裝在完井套管管串的外側或完井套管管串中，並使噴射短節的噴嘴朝上或側向井壁，在噴射短節上固定安裝與噴射短節內腔相通的充氣管，繼續下入完井套管管串，噴射短節和充氣管隨同完井套管管串一起下入井內並使噴射短節位於地層漏失的上方，充氣管和完井套管管串的上端分別位於井口之上，完井套管管串與井內壁之間形成環空；第二步，向完井套管管串中注入鑽井完井液或清洗液，鑽井完井液或清洗液從完井套管管串底部流出進入井內形成環空液；第三步，在充氣管上端連接充氣裝置，當環空液液面的高度高於噴射短節時，打開充氣裝置向充氣管中充入氣體，充入的氣體從噴射短節中均勻向環空液中噴射，形成充氣鑽井完井液或充氣清洗液，充氣鑽井完井液或充氣清洗液將井底沉砂、巖屑、鑽屑攜帶出地面，淨化井眼；第四步，滿足固井要求後進行固井作業，向完井套管管串中注入水泥漿，然後注入頂替液，在注入水泥漿和頂替液過程中進行充氣作業，以降低環空中水泥漿的當量密度，保證水泥漿液面達到設計要求；第五步，固井作業結束後進行候凝、完井作業。下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進
上述充氣管中充入的氣體可為氮氣。上述充氣管中充入的氣體可為空氣。上述充氣裝置可為制氮車。上述充氣裝置可為鑽井隊配備的空壓機。上述噴射短節上可有至少兩個的噴嘴。
本發明工藝簡單，成本較低，通過降低環空液密度，能有效誘導建立循環，使固井完井作業能在現有設備條件下安全、快速地完成固井作業，極大地提高了低壓地層和易漏地層的固井一次成功率，極大地降低了投產的綜合成本，並且有效防止形成新的地層漏失。
附圖I為本發明下入完井套管管串後注入鑽井完井液時的狀態不意圖。附圖2為本發明注入鑽井完井液後充入氣體建立循環時的狀態示意圖。附圖3為本發明充入氣體建立循環後進行洗井時的狀態示意圖。附圖4為本發明井眼洗淨後注入水泥漿和頂替液時的狀態示意圖。附圖中的編碼分別為1為完井套管管串，2為噴射短節，3為井，4為地層漏失，5為充氣管，6為鑽井完井液，7為充氣鑽井完井液，8為鑽井液排出管，9為井底沉砂、巖屑、鑽 屑，10為頂替液,11為地面，12為水泥眾。
具體實施例方式本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。在本發明中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖I的布圖方式來進行描述的，如上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述
如附圖1、2、3、4所示，該半程充氣固井方法按下述步驟進行第一步，井3中下入完井套管管串1，當完井套管管串I下入至中途時，在井口處將噴射短節2固定安裝在完井套管管串I的外側或完井套管管串I中，並使噴射短節2的噴嘴朝上或側向井壁，在噴射短節2上固定安裝與噴射短節2內腔相通的充氣管5，繼續下入完井套管管串1，噴射短節2和充氣管5隨同完井套管管串I一起下入井3內並使噴射短節2位於地層漏失4的上方，充氣管5和完井套管管串I的上端分別位於井口之上，完井套管管串I與井3內壁之間形成環空；第二步，向完井套管管串I中注入鑽井完井液6或清洗液，鑽井完井液6或清洗液從完井套管管串I底部流出進入井3內形成環空液；第三步，在充氣管5上端連接充氣裝置，當環空液液面的高度高於噴射短節2時，打開充氣裝置向充氣管5中充入氣體，充入的氣體從噴射短節2中均勻向環空液中噴射，形成充氣鑽井完井液7或充氣清洗液，充氣鑽井完井液7或充氣清洗液將井底沉砂、巖屑、鑽屑9攜帶出地面11，淨化井眼；第四步，滿足固井要求後進行固井作業，向完井套管管串I中注入水泥漿12，然後注入頂替液10，在注入水泥漿12和頂替液10過程中進行充氣作業，以降低環空中水泥漿12的當量密度，保證水泥漿12液面達到設計要求；第五步，固井作業結束後關閉封井器進行候凝、完井。鑽井完井過程中，當出現下列兩種情況時，均會發生井漏，第一種情況，當底層存在天然地層漏失4時，井筒內的鑽井液或者泥漿作用於井壁地層的動壓力超過地層漏失壓力時，就會發生井漏；另一種情況，當鑽井液或者泥漿作用於井壁地層的動壓力超過地層破裂壓力時，鑽井液或者泥漿壓裂地層，形成新的地層漏失4，產生井漏；通過噴射短節2向鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12中注入氣體時，減小環空中鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12的當量密度，使地層漏失4上方的鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12的壓力減小，從而誘導鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12返高的液面達到要求，達到誘導鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12產生循環的目的，返高的鑽井完井液6或清洗液或水泥漿12可以從與井口固定連接的鑽井液排出管8排出；充氣鑽井完井液7或充氣清洗液將井底沉砂、巖屑、鑽屑9通過與井口固定連接的鑽井液排出管8攜帶出地面11，淨化井眼。這樣，通過降低環空液密度和水泥漿密度，能有效誘導建立循環，使固井完井作業能在現有設備條件下安全、快速地完成固井作業，極大地提高了低壓地層和易漏地層的固井一次成功率，極大地降低了投產的綜合成本，並且有效防止形成新的地層漏失。可根據實際需要，對上述半程充氣固井方法作進一步優化或/和改進
根據需要，充氣管5中充入的氣體為氮氣。根據需要，充氣管5中充入的氣體為空氣。根據需要，充氣裝置為制氮車。 根據需要，充氣裝置為鑽井隊配備的空壓機。如附圖1、2、3、4所示，根據需要，噴射短節2上有至少兩個的噴嘴。以上技術特徵構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
權利要求
1.一種半程充氣固井方法，其特徵在於按下述步驟進行第一步，井中下入完井套管管串，當完井套管管串下入至中途時，在井口處將噴射短節固定安裝在完井套管管串的外側或完井套管管串中，並使噴射短節的噴嘴朝上或側向井壁，在噴射短節上固定安裝與噴射短節內腔相通的充氣管，繼續下入完井套管管串，噴射短節和充氣管隨同完井套管管串一起下入井內並使噴射短節位於地層漏失的上方，充氣管和完井套管管串的上端分別位於井口之上，完井套管管串與井內壁之間形成環空；第二步，向完井套管管串中注入鑽井完井液或清洗液，鑽井完井液或清洗液從完井套管管串底部流出進入井內形成環空液；第三步，在充氣管上端連接充氣裝置，當環空液液面的高度高於噴射短節時，打開充氣裝置向充氣管中充入氣體，充入的氣體從噴射短節中均勻向環空液中噴射，形成充氣鑽井完井液或充氣清洗液，充氣鑽井完井液或充氣清洗液將井底沉砂、巖屑、鑽屑攜帶出地面，淨化井眼；第四步，滿足固井要求後進行固井作業，向完井套管管串中注入水泥漿，然後注入頂替液，在注入水泥漿和頂替液過程中進行充氣作業，以降低環空中水泥漿的當量密度，保證水泥漿液面達到設計要求；第五步，固井作業結束後候凝、完井作業。
2.根據權利要求I所述的半程充氣固井方法，其特徵在於充氣管中充入的氣體為氮氣。
3.根據權利要求I所述的半程充氣固井方法，其特徵在於充氣管中充入的氣體為空氣。
4.根據權利要求I或2所述的半程充氣固井方法，其特徵在於充氣裝置為制氮車。
5.根據權利要求3所述的半程充氣固井方法，其特徵在於充氣裝置為鑽井隊配備的空壓機。
6.根據權利要求I或2或3或5所述的半程充氣固井方法，其特徵在於噴射短節上有至少兩個的噴嘴。
7.根據權利要求4所述的半程充氣固井方法，其特徵在於噴射短節上有至少兩個的噴嘴。
全文摘要
本發明涉及石油鑽井固井技術領域，是一種半程充氣固井方法，該方法按下述步驟進行第一步，井中下入完井套管管串，當完井套管管串下入至中途時，在井口處將噴射短節固定安裝在完井套管管串的外側或完井套管管串中，並使噴射短節的噴嘴朝上或側向井壁，在噴射短節上固定安裝與噴射短節內腔相通的充氣管，繼續下入完井套管管串。本發明工藝簡單，成本較低，通過降低環空液密度和水泥漿密度，能有效誘導建立循環，使固井完井作業能在現有設備條件下安全、快速地完成固井作業，極大地提高了低壓地層和易漏地層的固井一次成功率，極大地降低了投產的綜合成本，並且有效防止形成新的地層漏失。
文檔編號E21B33/13GK102877813SQ20121037352
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月30日 優先權日2012年9月30日
發明者陳杰, 王學良, 李輝, 姚倫, 陶夢蛟, 秦靜 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司