CN104110234B - 水平井固井免钻盲板循环固井方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井固井免钻盲板循环固井方法，靠带有水泥伞的加长型双级并联座封套管外封隔器和无内管免钻塞分级注水泥装置有机组合成大通道的水平井固井免钻盲板循环固井装置的本体与套管连接，形成套管与井壁之间的循环通道，注前置液洗井壁；清洗完井壁后从井口水泥头投放自锁可退式一级开关滑套胶塞,泵送到无内管免钻塞分级注水泥装置中,胀封加长型双级并联座封套管外封隔器,打开无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔，进行注水泥固井；注完水泥后从井口水泥头中投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞，用顶替液压自锁可退式二级顶替碰压胶塞，自锁可退式二级顶替碰压胶塞进入无内管免钻塞分级注水泥装置中，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔待水泥浆凝固，下钻打捞无内管免钻塞分级注水泥装置内的附件，通井，完成固井工作。

Description

水平井固井免钻盲板循环固井方法

技术领域

本发明涉及一种完井用水平井固井免钻盲板循环固井方法，属油田技术开发领域。

背景技术

目前水平井在完井技术中为使油层具有较大的裸露面积，避免水泥浆对油层的损害，有效的保护油气层，多采用精密滤砂管完井方式，该完井方式在钻井过程中需要采用筛管顶部注水泥分级固井工艺。实施该工艺过程中钻胶塞、分级箍等套管附件位于井下管柱大井斜角度位置，实施钻塞时存在管内附件清理不干净、磨损套管或自由段脱扣、破坏水泥环及后期通井不畅遇阻遇卡等问题。

造成问题井比例较高的原因主要是在完井钻塞过程中，由于受钻井井深轨迹和重力作用的影响，产生钻进偏移，造成套管不均匀局部月牙形磨损，降低了套管的屈服强度及产生自由段松脱扣现象，同时在生产过程中受后期注汽、出砂等复杂苛刻工况的影响，产生塑形变形和断裂而造成套管损坏。

常规分级注水泥器是下防砂精密割缝筛管的主要配件，加在防砂精密割缝筛管的上端，随管柱一起入井，主要作用是隔断防砂精密割缝筛管内外通道，固井时阻止水泥浆进入防砂管柱内和管柱外，保证管外不被固住，管内无水泥，保持畅通。常规分级注水泥器不足之处是在下套管时要严格控制下钻速度、防止顿钻、溜钻现象的发生，所下入的套管要及时灌满钻井液，以防止产生激动压力，破坏工具结构。在固井后，要下钻头钻掉分级注水泥器附件(胶塞、盲板)，打通管柱内通道。在钻磨过程中，不仅容易损伤套管，且作业耗时长。常规分级注水泥器的这些缺点，制约了其使用价值，不能很好地达到和满足固井生产作业要求。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的诸多缺陷，本发明提供了一种水平井固井免钻盲板循环固井方法。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

一种水平井固井免钻盲板循环固井方法，所述固井方法是通过采用水平井固井免钻盲板循环固井装置和改变固井工艺实施的，实施方法如下：

a、先随固井管柱下入水平井固井免钻盲板循环固井装置，其中，水平井固井免钻盲板循环固井装置包括下部带水泥伞的加长型双级并联座封套管外封隔器；

b、小排量、低转速开泵循环处理钻井液，清洗套管与井壁之间的脏物，发生井漏时，进行注水泥浆，循环堵漏直至满足固井施工要求；

c、从井口水泥头投入自锁可退式一级开关滑套胶塞，胀封加长型双级并联座封套管外封隔器，打开无内管免钻塞分级注水泥装置上的循环孔，建立循环通道，先循环钻井液，直到达到固井要求和制定的技术指标后注水泥浆，进行固井；

d、从水泥头投入自锁可退式二级顶替碰压胶塞，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置循环孔、带压候凝；

e、下自锁可退式打捞筒，打捞水平井固井免钻盲板循环固井装置内部的全部附件；f、下入PDC钻头或铣锥通井。

水平井固井免钻盲板循环固井装置具有带循环孔的大直径通道，使用井深无限制；在正常下固井管柱的状态下，避免下入过程中由于下钻速度快、顿钻、溜钻产生的液柱激动压力，确保固井管柱内外液体压力平衡，避免地层漏失产生低压或负压时，使加长型双级并联座封套管外封隔器座封不严或失效，导致固井施工失败。

加长型双级并联座封套管外封隔器由两个单级套管外封隔器并联组成，提高了封隔效果，且加长型双级并联座封套管外封隔器下端安放1～2个水泥伞,防止水泥浆下沉污染油层。

自锁可退式一级开关滑套胶塞、自锁可退式二级顶替碰压胶塞为铝骨架与橡胶整体硫化而成，增加了胶塞强度，防止胶塞在顶替钻井液过程中撕裂和损坏，确保固井施工顺利进行。

无内管免钻塞分级注水泥装置内部设有卡套，与自锁可退式一级开关滑套胶塞的卡瓦配合具有单向自锁机构。

自锁可退式一级开关滑套胶塞上端设有打捞台阶，与自锁可退式二级顶替碰压胶塞下端的打捞卡瓦配合具有单向自锁机构。

自锁可退式二级顶替碰压胶塞上端设有打捞台阶，与自锁可退式打捞筒配合具有单向自锁机构。

下入自锁可退式打捞筒将水平井固井免钻盲板循环固井装置内的附件全部捞出，形成水平井固井免钻盲板循环固井装置与套管内径相同的内通径，不影响采油管柱设计。

胀封加长型双级并联座封套管外封隔器：用泵车小排量打压，分别打压到5.5MPa稳压两分钟开启加长型双级并联座封套管外封隔器水眼通道，继续打压7.5MPa稳压3分钟充分胀加长型双级并联座封套管外封隔器，然后打压到9MPa稳压关闭加长型双级并联座封套管外封隔器水眼通道，继续打压至16～19MPa，同时观察泵车压力表，当压力表瞬间下降时，环空返出钻井液，证明注水泥通道开启建立循环，记录好开启压力；

注水泥浆固井达到技术指标时从井口水泥头投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔，打压23MPa，稳压两分钟，观察压力表有无变化，然后放压至12MPa后再次打压至23MPa稳压一分钟，放压至高于环空压力1MPa后关闭阀门候凝4小时。

本发明的工作原理：

靠带有水泥伞的加长型双级并联座封套管外封隔器和无内管免钻塞分级注水泥装置有机组合成大通道的水平井固井免钻盲板循环固井装置的本体与套管连接，形成套管与井壁之间的循环通道，注前置液洗井壁；清洗完井壁后从井口水泥头投放自锁可退式一级开关滑套胶塞,泵送到无内管免钻塞分级注水泥装置中,胀封加长型双级并联座封套管外封隔器,打开无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔，进行注水泥固井；注完水泥后从井口水泥头中投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞，用顶替液压自锁可退式二级顶替碰压胶塞，自锁可退式二级顶替碰压胶塞进入无内管免钻塞分级注水泥装置内部，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔待水泥浆凝固，下钻打捞无内管免钻塞分级注水泥装置内的附件，通井完成固井工作。

本发明与已有技术相比具有的主要优点：

1、水平井固井免钻盲板循环固井装置具有大通径的结构特点，套管内外处于连通状态，可避免下套管过程中由于下钻速度快、顿钻、溜钻产生的液柱激动压力，可确保完井管柱内外液体压力平衡，工具使用井深无限制。

2、水平井固井免钻盲板循环固井装置具有可循环的结构特点，套管处于自动灌浆状态，可避免在井下工况不正常的低压或负压易漏地层的常规直井、大斜度井、定向井及水平井施工失败。

3、加长型双级并联座封套管外封隔器由两个单级套管外封隔器并联组成，且其下端安放1～2个固井用水泥伞,防止水泥浆下沉污染油层。

4、自锁可退式一级开关滑套胶塞、自锁可退式二级顶替碰压胶塞为铝骨架与橡胶整体硫化而成，增加了胶塞强度，防止胶塞在顶替钻井液过程中撕裂和损坏。

5、无内管免钻塞分级注水泥装置与自锁可退式一级开关滑套胶塞配合后具有单向自锁机构并可退。

6、自锁可退式一级开关滑套胶塞与自锁可退式二级顶替碰压胶塞配合后具有单向自锁机构并可退。

7、自锁可退式二级顶替碰压胶塞与自锁可退式打捞筒配合后具有单向自锁机构并可退。

8、PDC钻头或铣锥具有通井和钻除水泥塞的功能。

9、下入自锁可退式打捞筒将水平井固井免钻盲板循环固井装置内的附件全部捞出，形成水平井免钻盲板可循环固井装置与套管内径相同的内通径。

附图说明

图1为本发明一种水平井固井免钻盲板循环固井装置的结构示意图。

图中1-自锁可退式打捞筒，2-自锁可退式二级顶替碰压胶塞，3-自锁可退式一级滑套开关胶塞，4-无内管免钻塞分级注水泥装置，5-加长型双级并联座封套管外封隔器，6-水泥伞。

图2为本发明投放自锁可退式一级开关滑套胶塞，打开无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔，建立循环示意图。

图3为本发明投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔的示意图。

图4为本发明下钻打捞水平井固井免钻盲板循环固井装置内的附件示意图。

连接关系：

1、水泥伞6套装在加长型双级并联座封套管外封隔器5或套管的下端。

2、加长型双级并联座封套管外封隔器与无内管免钻塞分级注水泥装置4通过螺纹密封连接。

3、无内管免钻塞分级注水泥装置与自锁可退式一级开关滑套胶塞3通过卡瓦连接。

4、自锁可退式一级开关滑套胶塞3与自锁可退式二级顶替碰压胶塞2通过卡瓦连接。

5、自锁可退式二级顶替碰压胶塞与自锁可退式打捞筒1通过卡瓦连接。

6、PDC钻头或铣锥单独接钻具进行通井作业。

具体实施例

为进一步公开本发明的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：

一种水平井免钻盲板循环固井方法，所述固井方法是通过采用水平井免钻盲板可循环固井装置和改变固井工艺实施的，实施方法如下：靠带有水泥伞6的加长型双级并联座封套管外封隔器5和无内管免钻塞分级注水泥装置4有机组合成大通道的水平井免钻盲板可循环固井装置的本体与套管连接，形成套管与井壁之间的循环通道，注前置液洗井壁；清洗完井壁后从井口投放自锁可退式一级开关滑套胶塞3胀封加长型双级并联座封套管外封隔器，打开无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔，进行注水泥浆固井；注完水泥后从井口水泥头中投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞2，用顶替液压自锁可退式二级顶替碰压胶塞2，自锁可退式二级顶替碰压胶塞2进入无内管免钻塞分级注水泥装置4中，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔待水泥浆凝固，下自锁可退式打捞筒1打捞无内管免钻塞分级注水泥装置内的附件，通井完成固井工作。

具体实施程序如下：

a、先随固井管柱下入水平井固井免钻盲板循环固井装置，其中，水平井固井免钻盲板循环固井装置包括下部带水泥伞的加长型双级并联座封套管外封隔器；

b、小排量、低转速开泵循环处理钻井液，清洗套管与井壁之间的脏物，发生井漏时，进行注水泥浆，循环堵漏直至满足固井施工要求；

c、从井口水泥头投入自锁可退式一级开关滑套胶塞，胀封加长型双级并联座封套管外封隔器，打开无内管免钻塞分级注水泥装置上的循环孔，建立循环通道，先循环钻井液，直到达到固井要求和制定的技术指标后注水泥浆，进行固井；

d、从水泥头投入自锁可退式二级顶替碰压胶塞，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置循环孔、带压候凝；

e、下自锁可退式打捞筒，打捞水平井固井免钻盲板循环固井装置内部的全部附件；f、下入PDC钻头或铣锥通井。

胀封加长型双级并联座封套管外封隔器时用泵车小排量打压，分别打压到5.5MPa稳压两分钟开启加长型双级并联座封套管外封隔器水眼通道，继续打压7.5MPa稳压3分钟充分胀加长型双级并联座封套管外封隔器，然后打压到9MPa稳压关闭加长型双级并联座封套管外封隔器水眼通道，继续打压至16～19MPa，同时观察泵车压力表，当压力表瞬间下降时，环空返出钻井液，证明注水泥通道开启建立循环，记录好开启压力。

注水泥浆固井达到技术指标时投放自锁可退式二级顶替碰压胶塞时关闭无内管免钻塞分级注水泥装置循环孔，打压23MPa，稳压两分钟，观察压力表有无变化，然后放压至12MPa后再次打压至23MPa稳压一分钟，放压至高于环空压力1MPa后关闭阀门候凝4小时。

Claims (8)

1.一种水平井固井免钻盲板循环固井方法，所述固井方法是通过采用水平井固井免钻盲板循环固井装置和改变固井工艺实施的，实施方法如下：

a、先随固井管柱下入水平井固井免钻盲板循环固井装置，其中，水平井固井免钻盲板循环固井装置包括下部带水泥伞的加长型双级并联座封套管外封隔器；

b、小排量、低转速开泵循环处理钻井液，清洗套管与井壁之间的脏物，发生井漏时，进行注水泥浆，循环堵漏直至满足固井施工要求；

c、从井口水泥头投入自锁可退式一级开关滑套胶塞，胀封加长型双级并联座封套管外封隔器，打开无内管免钻塞分级注水泥装置上的循环孔，建立循环通道，先循环钻井液，直到达到固井要求和制定的技术指标后进行注水泥作业，进行固井；

d、从水泥头投入自锁可退式二级顶替碰压胶塞，关闭无内管免钻塞分级注水泥装置的循环孔、带压候凝；

e、下自锁可退式打捞筒，打捞水平井固井免钻盲板循环固井装置内部的全部附件；

f、下入PDC钻头或铣锥通井。

2.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：水平井固井免钻盲板循环固井装置具有带循环孔的大直径通道，使用井深无限制；在正常下固井管柱的状态下，避免下入过程中由于下钻速度快、顿钻、溜钻产生的液柱激动压力，确保固井管柱内外液体压力平衡，避免地层漏失产生低压或负压时，使加长型双级并联座封套管外封隔器座封不严或失效，导致固井施工失败。

3.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：加长型双级并联座封套管外封隔器由两个单级套管外封隔器并联组成，提高了封隔效果，且加长型双级并联座封套管外封隔器下端安放1～2个水泥伞,防止水泥浆下沉污染油层。

4.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：自锁可退式一级开关滑套胶塞、自锁可退式二级顶替碰压胶塞为铝骨架与橡胶整体硫化而成，增加了胶塞强度，防止胶塞在顶替钻井液过程中撕裂和损坏，确保固井施工顺利进行。

5.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：无内管免钻塞分级注水泥装置内部设有卡套，与自锁可退式一级开关滑套胶塞的卡瓦配合具有单向自锁机构。

6.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：自锁可退式一级开关滑套胶塞上端设有打捞台阶，与自锁可退式二级顶替碰压胶塞下端的打捞卡瓦配合具有单向自锁机构。

7.根据权利要求1所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：自锁可退式二级顶替碰压胶塞上端设有打捞台阶，与自锁可退式打捞筒配合具有自锁机构。

8.根据权利要求1 所述的水平井固井免钻盲板循环固井方法，其特征在于：下入自锁可退式打捞筒将水平井固井免钻盲板循环固井装置内的附件全部捞出，形成水平井固井免钻盲板循环固井装置与套管内径相同的内通径，不影响采油管柱设计。