CN103334709A - 一种套管环空注气工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低压油藏钻井技术领域，特别涉及一种套管环空注气工艺。该工艺步骤如下：一、技术套管固井；二、钻进过程；三、随钻测量；四、完成目标层的钻进后，通过反注阀向上部环空挤注水泥，实现表层套管和技术套管的上部封固。本发明实现了能够在充气钻进过程中正常使用随钻测量仪器测量井眼轨迹参数，同时也能够降低钻进过程中的环空井底压力。克服了现有充气钻进过程中无法测量井眼轨迹参数的不足。

Description

一种套管环空注气工艺

技术领域：

本发明涉及一种低压油藏钻井技术领域，特别涉及一种套管环空注气工艺。

背景技术：

目前，水平井已经成为油田开发的主导技术。但随着老油藏开发进入中后期，新投入勘探开发的油藏原生压力系数低，新钻开发井或加密井井漏、油气层污染严重，导致钻井成本增加，产量低，影响了低压油气藏的开发效果。充气钻井技术是低压钻井技术系列的一个分支，其具有有效克服井漏、保护油气层的特点，且工艺简单，操作成本低。但现有的立管充气钻井技术，因为需要在钻具水眼内注入空气，这影响了常规随钻测量仪器脉冲信号的传输，导致无法在充气钻进过程中测量井眼轨迹参数。而采用电磁波随钻测量仪器受地层电阻率和钻井深度的影响，不能满足目前低压油藏钻井的需求。这些问题限制了充气钻井技术在水平井、侧钻水平井和分支井等特殊井型中的应用。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种套管环空注气工艺，该装置实现了能够在充气钻进过程中正常使用随钻测量仪器测量井眼轨迹参数，同时也能够降低钻进过程中的环空井底压力。克服了现有充气钻进过程中无法测量井眼轨迹参数的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种套管环空注气工艺，该工艺步骤如下：

一、技术套管固井：技术套管坐挂在套管头上，固井过程中设计水泥返高至表层套管与技术套管重复段100～150m，同时水泥返高至套装在技术套管上的反注阀以下，留出表层套管与技术套管之间的上部环空作为注气通道；

二、钻进过程：从空气压缩机产生的压缩气体经注气管线后，再通过套管头下端安装的注气四通注入到上部环空，气体再从安装在技术套管上的单向注气短节进入到钻柱与技术套管之间的环空内，从钻井泵注入的钻井液流经钻柱、随钻测量仪器、螺杆钻具后，从钻头喷嘴进入环空，钻井液在单向注气短节处与注入的气体混合，气液混合流体从环空循环到旋转防喷器处，在旋转防喷器的导流作用下，从旋转防喷器侧出口流出到液气分离系统，液气分离后，气体排入空气中，液体经振动筛处理后进入泥浆罐；

三、随钻测量：随钻测量仪器发出的脉冲信号经钻柱的水眼内泥浆向上传递，被脉冲信号接收器接收，然后通过电缆传到信号终端处理系统，由此读出井底井斜、方位、工具面参数值；

四、完成目标层的钻进后，通过反注阀向上部环空挤注水泥，实现表层套管和技术套管的上部封固。

本发明的有益效果是：本发明由于采用了利用技术套管和表层套管的环形空间作为向钻柱与技术套管之间的环空注气的通道的方式，因而具有能够在充气钻进过程中正常使用随钻测量仪器测量井眼轨迹参数的功能，同时也能够降低钻进过程中的环空井底压力，实现充气钻井条件下水平井、侧钻水平井和分支井等在低压油藏中的应用。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式：

如图1所示，一种套管环空注气工艺，该工艺步骤如下：

一、技术套管6固井：技术套管6坐挂在套管头12上，固井过程中设计水泥返高至表层套管10与技术套管6重复段100～150m，同时水泥返高至套装在技术套管6上的反注阀7（流体不能通过反注阀7从上部环空9进入环空5）以下，留出表层套管10与技术套管6之间的上部环空9作为注气通道；

二、钻进过程：从空气压缩机19产生的压缩气体经注气管线18后，再通过套管头12下端安装的注气四通11注入到上部环空9，气体再从安装在技术套管6上的单向注气短节8（单向注气短节8允许流体单向流动，流体不能通过注气单向短节8从环空5进入上部环空9）进入到钻柱4与技术套管6之间的环空5内，从钻井泵16注入的钻井液流经管线17、钻柱4、随钻测量仪器3、螺杆钻具2后，从钻头1喷嘴进入环空5，钻井液在单向注气短节8处与注入的气体混合，这样可以在环空5中形成一个气液混合段（从井口到单向注气短节8位置之间）和一个纯液相段（从单向注气短节8位置到井底之间），从而实现降低钻柱4与技术套管6的环形空间井底循环压力。井底压力的降低幅度取决于注气量。气液混合流体从环空5循环到旋转防喷器13处，在旋转防喷器13的导流作用下，从旋转防喷器13侧出口流出到液气分离系统14，液气分离后，气体排入空气中，液体经振动筛处理后进入泥浆罐；

三、随钻测量：随钻测量仪器3发出的脉冲信号经钻柱4的水眼内泥浆向上传递，被脉冲信号接收器15接收，然后通过电缆传到信号终端处理系统，由此读出井底井斜、方位、工具面参数值；

四、完成目标层的钻进后，通过反注阀7向上部环空9挤注水泥，实现表层套管10和技术套管6的上部封固。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种套管环空注气工艺，其特征在于：该工艺步骤如下：

一、技术套管（6）固井：技术套管（6）坐挂在套管头（12）上，固井过程中设计水泥返高至表层套管（10）与技术套管（6）重复段100～150m，同时水泥返高至套装在技术套管（6）上的反注阀（7）以下，留出表层套管（10）与技术套管（6）之间的上部环空（9）作为注气通道；

二、钻进过程：从空气压缩机（19）产生的压缩气体经注气管线（18）后，再通过套管头（12）下端安装的注气四通（11）注入到上部环空（9），气体再从安装在技术套管（6）上的单向注气短节（8）进入到钻柱（4）与技术套管（6）之间的环空（5）内，从钻井泵（16）注入的钻井液流经钻柱（4）、随钻测量仪器（3）、螺杆钻具（2）后，从钻头（1）喷嘴进入环空（5），钻井液在单向注气短节（8）处与注入的气体混合，气液混合流体从环空（5）循环到旋转防喷器（13）处，在旋转防喷器（13）的导流作用下，从旋转防喷器（13）侧出口流出到液气分离系统（14），液气分离后，气体排入空气中，液体经振动筛处理后进入泥浆罐；

三、随钻测量：随钻测量仪器（3）发出的脉冲信号经钻柱（4）的水眼内泥浆向上传递，被脉冲信号接收器（15）接收，然后通过电缆传到信号终端处理系统，由此读出井底井斜、方位、工具面参数值；

四、完成目标层的钻进后，通过反注阀（7）向上部环空（9）挤注水泥，实现表层套管（10）和技术套管（6）的上部封固。

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