CN105971504B - 一种钻井方法及所用的固井装置，井结构及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地热勘探、开采领域，尤其是涉及一种不确定目标储层所在地层时的钻井结构、方法与装置，钻探到第一地层热储层时，如果有目标采集物，则不固井，继续钻探至更深的第二地层热储层内，如果第二地层内有目标采集物，则对第一地层段固井，在第二地层成井，如果第二地层内没有目标采集物，则对第一地层成井，用本发明的方法可以提高成井率，增加利用率，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明属于地热地质勘探、开采领域，尤其是涉及一种不确定目标储层所在地层时的钻井结构、方法与装置。
背景技术
在地热地质工作中，钻井(drilling)是指利用机械设备，向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔。钻井通常按类型分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井、煤田钻井、矿田钻井等。钻井过程中，目标储存物所在的地层称为储层，储层又称储集层，是指具有连通孔隙、允许目标采集物在其中储存和渗滤的岩层。如地热井的热储层大多数位于孔隙型、裂隙型和岩溶型热储层。而油气储层大多数来自沉积岩层，裂缝性泥岩和煤层，由于水、油气、煤等目标采集物能在多个地层中均有贮存，因而在钻井过程往往遇到不能确定目标采集物地层的情况，为开采带来难度，以地热井钻井为例，孔隙型地热井热储以新近系明化镇(Nm)组馆陶组(Ng)、古近系东营组(Ed)沙河街组(Es)为主，地层为粉砂、粉细砂、细沙，在油气地质区含油气，地层复杂。岩溶型热储以奥陶系灰岩裂隙岩溶热储为主，上覆地层有新近系(N)、古近系(E)、石炭二叠系(C+P)。在以上地质条件下，由于奥陶系埋藏很深易造成灰岩岩溶不发育，或者由于构造的影响钻遇地层见不到奥陶系灰岩地层，若按裂隙岩溶型热储钻井结构，成井后无地热水或者地热水水量很小，由于该钻井结构奥陶系灰岩地层以上新近系、古近系地层需要固井，固井后水量很大的孔隙型地热水得不到利用，会使地热井的报废，造成很大的经济损失。
发明内容
为解决上述问题，本发明人经过多年的研究和钻井结构实践，提出了一种适用于不确定目标储层所在地层时的钻井结构、方法与装置。所述的钻井方法适用于目标采集物有可能存在于两个或两个以上热储地层内，但不能确定具体位于第一热储地层内、第二热储地层内、或第一第二热储地层内均有的情况，利用本发明的方法可以提高成井率，增加利用率，提高经济效益。
本发明完整的技术方案包括：
一种钻井方法，其特征在于，钻探到第一热储层地层时，如果有目标采集物，则不固井，继续钻进至更深的第二热储层地层内，如果第二热储层地层内有目标采集物，则对第一热储层地层段固井，在第二热储层地层成井，如果第二热储层地层内没有目标采集物，则对第一热储层地层成井。
所述的井为地热井，所述的第一热储层地层为不含油气的孔隙型热储层，所述的第二热储层地层为岩溶热储层。
一种地热井钻井方法，适应于热储层不确定时的情况，其特征在于，在油气层以上地层，下入井控管和装有悬挂座的井管固井，此后继续按设计钻井结构钻进至孔隙型热储层和岩溶热储层，应用物探方法测井，若岩溶热储层均发育含水，则封闭孔隙型热储层含水段，开采岩溶储热层地热水；若孔隙型热储层含地热水、岩溶热储层不发育不含地热水，则在孔隙型热储层含水段下入过滤管，开采孔隙型热储层含水。
具体操作为，
第一级口径钻至第一井深，下入第一级套管并水泥固井；
第二级口径钻至第二井深，下入API第二级套管至孔口并水泥固井，在其上安装防喷器；
第三级口径钻至第三井深，下入API第三级套管并与第二级套管重叠不小于15m，并水泥固井，送管接头连接API第三级套管并安装悬挂器座；
第四级口径钻至第四井深，在悬挂器座上安装带有悬挂器的API第四级套管，并在第四级套管上下端固定膨胀橡胶，API第四级套管通过悬挂器悬挂在悬挂器座上；
第五级口径钻至设计井深。
所述的API第四级套管带有过滤管或实管。
一种根据上述的钻井方法得到的井结构。
所述的井为地热井，井结构包括：第一级口径/第一级套管、第二级口径/第二级套管、第三级口径/第三级套管、第四级口径/第四级套管、第五级口径，送管接头连接第三级套管并安装有悬挂器座，悬挂器座上安装带有悬挂器的API第四级套管，第四级套管通过悬挂器悬挂在悬挂器座上，上下端固定有膨胀橡胶，第四级套管带有过滤管或实管；所述的一级口径/第一级套管、第二级口径/第二级套管、第三级口径/第三级套管采用固井水泥固井。
所述的井结构在孔隙型热储地热井回灌中的应用。
一种固井装置，其特征在于，所述的固井装置包括送管接头、悬挂器座、悬挂器和膨胀橡胶，所述的送管接头用于连接井管并安装悬挂器座，所述的悬挂器座上安装带有悬挂器的井管，井管上下端固定有膨胀橡胶，通过悬挂器悬挂在悬挂器座上。
悬挂器与悬挂器座结合部分的锥度为10°-30°，并且保持锥度一致。
本发明相对于现有技术的优点在于：
1.针对目标采集物有可能存在于两个或两个以上地层内，但不能确定具体位于第一热储地层内、第二热储地层内、或第一第二地层内均有的情况，当开采到第一热储地层时，不采用常规方式如固井水泥固井，而是采用悬挂器或类似装置，继续开采到第二热储地层终孔，如果第二地层含有目标采集物，则对第一热储地层内采用水泥固井，采取第二热储地层内的采集物，如果第二热储地层不含有目标采集物，则在第一热储地层成井，采取第一热储地层内的采集物，不至于使该井报废，提高成井率，增加利用率，提高经济效益。
2.具体针对油气地质区不确定热储层地热井钻井结构，若奥陶系岩溶裂隙发育含地热水，则封闭孔隙含水段(即新近系或古近系地层)，按岩溶裂隙型成井，开采岩溶裂隙水；若奥陶系岩溶裂隙不发育不含地热水，孔隙含水段下入过滤管，则按孔隙型成井，开采孔隙含水。孔隙段不固井，因而若岩溶裂隙段不含水时，不至于该井报废。该钻井结构达到了两个目的，即可用于开采井也可用于孔隙型热储地热井回灌。同时也可用于该类热储层(孔隙型和岩溶型)非油气区地层。
附图说明
图1为本发明一个实施例中针对油气地质区不确定热储层地热井钻井结构示意。
图2是图1的本发明油气地质区不确定热储层地热井钻井结构，按孔隙型地热井成井结构示意图。
图中：1－第一级口径；2－第一级套管；3－第二级口径；4－第二级套管，5－第三级口径；6－第三级套管；7－第四级口径；8－第四级套管；9－第五级口径；10－固井水泥；11 －送管接头；12－悬挂器；13悬挂器座；14－膨胀橡胶；15－过滤管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明油气地质区不确定热储层地热井钻井结构，不受下述实例的限制，可以根据本发明技术方案与地层情况来确定具体的实施方式。
实施例1：
如附图1、2所示，针对油气地质区不确定热储层地热井钻井结构，井结构由第一级口径 1、第二级口径3、第三级口径5、第四级口径7、第五级口径9、第一级套管2、API第二级套管4、第三级套管6、第四级套管8、过滤管15、送管接头11、悬挂器12、悬挂器座13、膨胀橡胶14、固井水泥10组成，第一级口径/第一级套管、第二级口径/API第二级套管、第三级口径/API第三级套管、第四级口径/API第四级套管、第五级口径组成钻井结构，第一级套管、API第二级套管、API第三级套管并用固井水泥，送管接头11连接API第三级套管6并安装悬挂器座13，API第四级套管8安装于悬挂器12并上下端固定膨胀橡胶14，API 第四级套管8、过滤管15安装于悬挂器并上下端固定膨胀橡胶14，又或者，API第四级套管 8、API第四级套管8/过滤管15通过悬挂器悬挂在悬挂器座上。
如图2所示，API第四级套管8/过滤管15通过悬挂器悬挂在悬挂器座上。
本发明油气地质区不确定热储层地热井钻井结构工作原理为：钻井热储目的层为岩溶裂隙水并封闭孔隙热储的含油气段，若奥陶系岩溶裂隙发育含地热水，则封闭孔隙含水段(即新近系或古近系地层)，按岩溶裂隙型成井，开采岩溶裂隙水；若奥陶系岩溶裂隙不发育不含地热水，孔隙含水段下入过滤管，则按孔隙型成井，开采孔隙含水。除含油气段以上固井外孔隙段不固井，若岩溶裂隙段不含水时，不至于该井报废。
采用油气地质区不确定热储层地热井钻井结构的具体方法为：
本钻井结构共五级，成井方法为:第一级口径钻至第一井深，下入第一级套管并水泥固井；第二级口径钻至第二井深，下入API第二级套管至孔口并水泥固井，在其上安装防喷器；第三级口径钻至第三井深，下入API第三级套管并与第二管重叠不小于15m，并水泥固井，送管接头连接API第三级套管并安装悬挂器座；第四级口径钻至第四井深，在悬挂器座上安装带有API第四级套管悬挂器，并在上下端固定膨胀橡胶，API第四级套管通过悬挂器悬挂在悬挂器座上；第五级口径钻至设计井深。
实施例2：
实际生产中，在东营、潍坊地区采用不确定热储层地热井钻井结构，各施工地热井1眼获得成功，潍坊地热井是岩溶热储无地热水，开采孔隙段地热水，采用API管、过滤管安装悬挂器并上下端用膨胀橡胶成井，水量40m3/h，水温53℃。东营地热井是岩溶热储段地热水，则封闭孔隙段地热水，采用API管安装悬挂器并上下端用膨胀橡胶成井，水量70m3/h，水温 73℃。
Claims (8)
1.一种钻井方法，其特征在于，钻探到第一热储层地层时，如果有目标采集物，则不固井，继续钻进至更深的第二热储层地层内，如果第二热储层地层内有目标采集物，则对第一热储层地层段固井，在第二热储层地层成井，如果第二热储层地层内没有目标采集物，则对第一热储层地层成井；
所述的井为地热井，所述的第一热储层地层为不含油气的孔隙型热储层，所述的第二热储层地层为岩溶热储层；
地热井钻井方法，适应于热储层不确定时的情况，在油气层以上地层，下入井控管和装有悬挂座的井管固井，此后继续按设计钻井结构钻进至孔隙型热储层和岩溶热储层，应用物探方法测井，若岩溶热储层均发育含水，则封闭孔隙型热储层含水段，开采岩溶热储层地热水；若孔隙型热储层含地热水、岩溶热储层不发育不含地热水，则在孔隙型热储层含水段下入过滤管，开采孔隙型热储层含水。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，具体操作为，
第一级口径钻至第一井深，下入第一级套管并水泥固井；
第二级口径钻至第二井深，下入API第二级套管至孔口并水泥固井，在其上安装防喷器；
第三级口径钻至第三井深，下入API第三级套管并与第二级套管重叠不小于15m，并水泥固井，送管接头连接API第三级套管并安装悬挂器座；
第四级口径钻至第四井深，在悬挂器座上安装带有悬挂器的API第四级套管，并在第四级套管上下端固定膨胀橡胶，API第四级套管通过悬挂器悬挂在悬挂器座上；
第五级口径钻至设计井深。
3.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的API第四级套管带有过滤管或实管。
4.一种井结构，其特征在于，根据权利要求1-3任一项所述的钻井方法得到。
5.权利要求4所述的井结构，其特征在于，所述的井为地热井，井结构包括：第一级口径/第一级套管、第二级口径/第二级套管、第三级口径/第三级套管、第四级口径/第四级套管、第五级口径，送管接头连接第三级套管并安装有悬挂器座，悬挂器座上安装带有悬挂器的API第四级套管，第四级套管通过悬挂器悬挂在悬挂器座上，上下端固定有膨胀橡胶，第四级套管带有过滤管或实管；所述的第一级口径/第一级套管、第二级口径/第二级套管、第三级口径/第三级套管采用固井水泥固井。
6.权利要求4所述的井结构在孔隙型热储地热井回灌中的应用。
7.一种权利要求1-3任一项所述的方法所用的固井装置，其特征在于，所述的固井装置包括送管接头、悬挂器座、悬挂器和膨胀橡胶，所述的送管接头用于连接井管并安装悬挂器座，所述的悬挂器座上安装带有悬挂器的井管，井管上下端固定有膨胀橡胶，通过悬挂器悬挂在悬挂器座上。
8.权利要求7所述的装置，其特征在于，悬挂器与悬挂器座结合部分的锥度为10°-30°，并且保持锥度一致。
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