CN106948788B - 一种在水平井段实施二次固井的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气田勘探和开发技术领域,具体涉及一种在水平井段实施二次固井的方法,包括如下步骤:确定待处理井段的起始位置和终止位置;对待处理井段进行射孔;对套管内壁进行刮削;将水泥承留器坐封在套管上并将水泥承留器丢手;打开套管闸门,由钻杆内泵注清水;待返水连续稳定后开始替入水泥浆;上提立柱,上提结束后连接好反循环洗井管线,打开套管闸门,用清水大排量反循环至少2周,关井侯凝;起出井内的二次固井的作业管柱,下入钻磨管柱钻除井筒内的滞留物;井筒试压;因此,该方法可以有效驱替充填在水泥环空隙中的流体,将其置换为合格的水泥浆,实现带压侯凝,完全替代现有技术来实施在水平段的有效的二次固井。

Description

一种在水平井段实施二次固井的方法
技术领域
本发明属于油气田勘探和开发技术领域,具体涉及一种在水平井段实施二次固井的方法。
背景技术
由于水平井井身结构的限制和水平井固井工艺的不完善,水平段固井质量有时难以满足后期储层改造对水泥环胶结质量的要求,需要对水平段进行二次固井。
造成水平段水泥环胶结质量较差的原因主要有:
一、固井前的套管居中度较差,从而造成水平段水泥环厚度不均;
二、水泥浆稳定性较差,从而影响水泥环的胶结质量,主要是水泥浆在高温高压条件下发生失水、产生沉降、不能均匀分布;
三、固井过程中的顶替效率较差,如隔离液的粘度和稠度较差,顶替液和固井泥浆发生析串;
四、水平段井身质量的影响,如井眼中的大肚子、不平滑的井眼轨迹等。
目前还无成熟有效的水平段二次固井的方法。
现有技术通常在需要二次固井的井段进行射孔,然后下入光油管或钻杆再关闭套管闸门进行挤注水泥浆。现有技术首先不能将水泥环空隙中充填的油气流体或完井泥浆或固井前置液或水泥析出液等流体替出;其次由于上述流体占据水泥环中的空隙,有效挤注并进入水泥环中的水泥浆有限;再次是因为现有技术不能有效实现带压侯凝,一旦泄压,挤注进入水泥环空隙中的水泥浆势必发生回吐,挤注效果就会大打折扣。
发明内容
本发明的目的是克服水平段固井质量不合格、水泥没有完全充填并固结套管和地层之间环形空间的问题。
为此,本发明提供了一种在水平井段实施二次固井的方法,包括如下步骤:确定待处理井段的起始位置和待处理井段的终止位置;在待处理井段的起始位置以上10m处和待处理井段的终止位置以下10m处进行射孔;下入套管刮削管柱对套管内壁进行刮削;下入二次固井的作业管柱,所述的二次固井作业管柱包括钻杆、坐封工具和水泥承留器,钻杆、坐封工具和水泥承留器从上到下依次连接;将水泥承留器坐封在套管上并将水泥承留器丢手;打开套管闸门,向钻杆内泵注清水使清水沿循环路径至少循环2周;待返水连续稳定后开始替入水泥浆;上提立柱,上提结束后连接好反循环洗井管线,打开套管闸门,用清水大排量反循环至少2周,所述的立柱由2根钻杆连接而成;关井侯凝至少48小时;起出井内的二次固井的作业管柱,下入钻磨管柱钻除井筒内的滞留物;井筒试压。
所述的待处理井段的起始位置和待处理井段的终止位置固井质量好,待处理井段长度小于300m,若待处理井段以下井筒实施过射孔作业,则在射孔位置以上100m井筒处打可钻式桥塞,隔离并封堵井筒。
所述的射孔穿透深度应位于水泥环空隙之中。
所述刮削时刮削位置在待处理井段射孔处上下20m的井筒中,直至相应位置井壁光滑无油污、无毛刺,刮削深度不大于待处理井段的起始位置,刮削作业套管刮削管柱包括油管、套管刮削器和通井规,油管、套管刮削器和通井规自上而下依次连接。
所述的水泥承留器坐封时坐封位置应避开套管节箍,泥承留器丢手时丢手位置位于水泥承留器与坐封工具的连接处,水泥承留器坐封和水泥承留器丢手的操作方法为:将二次固井的作业管柱下至待处理井段上射孔处以下3m,上提2m,在地面用旋转作业动力设备右旋二次固井的作业管柱至少30圈,下放二次固井的作业管柱至原位置,上提二次固井的作业管柱至原悬重增加10t的吨位,保持载荷5min,缓慢下放二次固井的作业管柱至原悬重增加1t的吨位,在地面右旋二次固井的作业管柱直至上提载荷瞬间降为原悬重,下放二次固井的作业管柱使得水泥承留器承受3-5t的钻压。
所述的循环路径由钻杆内腔进入,依次经过坐封工具内腔、水泥承留器内腔、水泥承留器以下至可钻式桥塞以上的井筒、待处理井段下射孔处的孔眼、水泥环空隙、待处理井段上射孔处的孔眼,最后经钻杆与套管的环空返出。
所述替入水泥浆时,当替入浆量等于井内钻杆内容积、可钻式桥塞与水泥承留器之间的井筒容积之和后,停止泵入水泥浆,使挤注压力小于地层的破裂压力,再泵入清水顶替液,然后依次关闭套管闸门、钻杆上的旋塞阀,所述顶替液体积为水泥环空隙的容积和至少40m长的套管与钻杆的环空的容积之和。
所述的立柱数量为2根,上提第1根立柱的过程中应保持钻杆上的旋塞阀关闭,同时关闭环形防喷器。
所述的钻磨管柱包括油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋,油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋自上向下依次连接。
本发明的有益效果:本发明提供的这种在水平井段实施二次固井的方法,通过在待处理井段的起始位置以上10m处和待处理井段的终止位置以下10m处进行射孔,打通循环路径,方便排液和注浆,下入套管刮削管柱对套管内壁进行刮削,确保相应位置井壁光滑无油污、无毛刺,保证循环路径畅通,下入二次固井的作业管柱,打开套管闸门,向钻杆内泵注清水使清水沿循环路径至少循环2周以便清理干净套管和水泥环空隙内的废液,方便后续水泥浆的注入及侯凝,提高固井质量;待返水连续稳定后开始替入水泥浆;上提立柱,上提结束后连接好反循环洗井管线,打开套管闸门,用清水大排量反循环至少2周,所述的立柱由2根钻杆连接而成;关井侯凝至少48小时;起出井内的二次固井的作业管柱,下入钻磨管柱钻除井筒内的滞留物;井筒试压;因此,该在水平井段实施二次固井的方法可以有效驱替充填在水泥环空隙中的流体,并将其置换为二次固井所用的合格的水泥浆,并可实现带压侯凝,此方法可完全替代现有技术来实施在水平段的有效的二次固井。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是在水平段实施二次固井的示意图。
附图标记说明:1、可钻式桥塞;2、套管;3、水泥环空隙;4水泥环;5储层(或地层);6、水泥环与地层的胶结面;7待处理井段终止位置;8、套管与水泥环的胶结面;9、钻杆;10、待处理井段上射孔孔处;11、坐封工具;12、水泥承留器;13、待处理井段下射孔处;14,套管与钻杆的环空;15、待处理井段。
具体实施方式
实施例1:
如图1所示,一种在水平井段实施二次固井的方法,包括如下步骤:
1)确定待处理井段的起始位置15和待处理井段的终止位置7;
2)在待处理井段的起始位置15以上10m处和待处理井段的终止位置7以下10m处进行射孔;
3)下入套管刮削管柱对套管内壁进行刮削;
4)下入二次固井的作业管柱,所述的二次固井作业管柱包括钻杆9、坐封工具11和水泥承留器12,钻杆9、坐封工具11和水泥承留器12从上到下依次连接;
5)将水泥承留器12坐封在套管上并将水泥承留器12丢手;
6)打开套管闸门,向钻杆9内泵注清水使清水沿循环路径至少循环2周;
7)待返水连续稳定后开始替入水泥浆;
8)上提立柱,上提结束后连接好反循环洗井管线,打开套管闸门,用清水大排量反循环至少2周,所述的立柱由2根钻杆9连接而成;
9)关井侯凝至少48小时;
10)起出井内的二次固井的作业管柱,下入钻磨管柱钻除井筒内的滞留物;
11)井筒试压。
所述的确定待处理井段的起始位置15和待处理井段的终止位置7时通过声幅测井等手段评价水泥环胶结质量来确定的,该在水平井段实施二次固井的方法可以有效驱替充填在水泥环空隙中的流体,并将其置换为二次固井所用的合格的水泥浆,并可实现带压侯凝,此方法可完全替代现有技术来实施在水平段的有效的二次固井。
实施例2:
如图1所示,在实施例1的基础上,所述的待处理井段的起始位置15和待处理井段的终止位置7固井声幅相对值<15%,待处理井段长度小于300m,若待处理井段以下井筒实施过射孔作业,则在射孔位置以上100m井筒处打可钻式桥塞1,隔离并封堵井筒。井段长度过长会影响水泥环空隙3中流体驱替效果,本发明的井段长度小于300m对水泥环空隙3中流体具有很好的驱替效果,同时在射孔位置以上100m井筒处打可钻式桥塞1,射孔段100m上套管完整性较好,确保可钻式桥塞1座封后密封可靠,挤封水泥浆时不会挤至可钻式桥塞1以下井段,实现很好的驱替效果。
所述的射孔穿透深度应位于水泥环空隙3之中,射孔时,射孔应控制穿透深度,避免射开地层,只需射开套管并将井筒与水泥环空隙3处连通,保证施工作业时对底层不造成二次伤害。
所述刮削时刮削位置在待处理井段射孔10处上下20m的井筒中,确保承留器在该井段范围内均可成功座封,可自由调整立柱高度,直至相应位置井壁光滑无油污、无毛刺,防止油污、毛刺等造成承留器12的密封橡胶套在入井过程中造成损坏,确保承留器12座封后密封可靠,刮削深度不大于待处理井段的起始位置15,刮削作业套管刮削管柱包括油管、套管刮削器和通井规,油管、套管刮削器和通井规自上而下依次连接。
所述的水泥承留器12坐封时坐封位置应避开套管节箍,泥承留器12丢手时丢手位置位于水泥承留器12与坐封工具11的连接处,水泥承留器12坐封和水泥承留器12丢手的操作方法为:将二次固井的作业管柱下至待处理井段上射孔10处以下3m,上提2m,为水泥承留器12上卡瓦及弹性接头提供所必须的行程,在地面用旋转作业动力设备右旋二次固井的作业管柱至少30圈,将坐封工具11的控制螺母从坐封工具11中心管上的螺纹上旋出,下放二次固井的作业管柱至原位置,上提二次固井的作业管柱至原悬重增加10t的吨位,保持载荷5min,使水泥承留器12橡胶套充分膨胀、上下卡瓦完全咬死在套管上,确认水泥承留器12座封成功,缓慢下放二次固井的作业管柱至原悬重增加1t的吨位,在地面右旋二次固井的作业管柱直至上提载荷瞬间降为原悬重,确认水泥承留器12丢手成功,下放二次固井的作业管柱使得水泥承留器12承受3-5t的钻压,确保坐封工具11与水泥承留器12连接处密封良好。
打开套管闸门,由钻杆内泵注清水,观察套放出口出水是否连续稳定,记录泵压、排量、泵入液量、返出液量等数据,确保沿循环路径至少循环2周,检查水泥环空隙3处是否有液体漏失,确保替入水泥浆侯凝结束后固井质量合格。所述的循环路径由钻杆9内腔进入,依次经过坐封工具11内腔、水泥承留器12内腔、水泥承留器12以下至可钻式桥塞1以上的井筒、待处理井段下射孔处13的孔眼、水泥环空隙3、待处理井段上射孔处10的孔眼,最后经钻杆9与套管的环空返出,保证套管和水泥环空隙3中的废液清理干净并没有液体漏出,以便提高替入水泥浆侯凝结束后固井质量,实现很好的驱替和固井效果。
所述替入水泥浆时,当替入水泥浆量等于井内钻杆9内容积、可钻式桥塞1与水泥承留器12之间的井筒容积之和后,停止泵入水泥浆,使挤注压力小于地层的破裂压力,再泵入清水顶替液,然后依次关闭套管闸门、钻杆9上的旋塞阀,避免替入水泥环空隙3水泥浆回压入钻杆内部,造成水泥环空隙3封固失效,所述顶替液体积为水泥环空隙3的容积和至少40m长套管与钻杆9的环空的容积之和,确保射孔10处的封固质量合格。所述的立柱数量为2根,上提第1根立柱的过程中应保持钻杆9上的旋塞阀关闭,同时应关闭环形防喷器,确保环空压力密封。所述的钻磨管柱包括油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋,油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋自上向下依次连接。下入钻磨管柱钻除井筒内的水泥塞、水泥承留器、可钻式桥塞。将其置换为二次固井所用的合格的水泥浆,并可实现带压侯凝,此方法可完全替代现有技术来实施在水平段的有效的二次固井。
实施例3
如图1所示,在实施例1和2的基础上,一种在水平段实施二次固井的方法,包括如下步骤:
1)某套管完井的水平井生产套管外径139.7mm,内径124.26mm,钢级N80,水平井斜深4200m,水平段长2000m,井筒试压合格,但经声福测井检测水平段某段固井质量较差,压裂过程中存在串槽及套管变形的风险,决定进行在水平段进行二次固井,作业深度为3800-4000m;
2)采用油管输送的方式在水平井筒3825m和3975m两处进行了射孔,射孔作业严格控制了穿透深度;
3)下套管刮削作业管柱对井壁进行刮削,对3800-4000m井段的井壁进行了反复刮削;
4)下二次固井作业管柱,水泥承留器长度0.5m、外径108mm,坐封工具长度1.5m、最大外径124mm,钻杆外径73.02mm,总长度满足施工要求;
5)下入钻杆3826m后水泥承留器底界深度为3828m,此时悬重为37t,上提2m,在地面用钻杆专用液压钳右旋管柱30圈,然后下放管柱至原悬重,缓慢上提直至上提吨位增加到47t,用钻杆专用液压钳右旋管柱,当旋转至第11圈时,上提吨位恢复至原悬重,下放管柱至悬重降至33t;
6)打开套管闸门,正循环清水80m3,正常循环泵压16MPa,排量650L/min,泵入量与返出量相当;
7)由钻杆9内泵入密度为1.87kg/m3的超细水泥浆11.6m3后泵入清水顶替液2.0m3,依次关闭套管闸门、钻杆上的旋塞阀、环形防喷器;
8)上提2根立柱,上提结束后坐封工具底界深度为3787.5,连接好反循环洗井管线,大排量反洗井至进出口水色一致;
9)关井侯凝48小时。
10)下钻磨管柱钻至4000m,继续冲洗至人工井底;
11)井筒试压合格。
本实施例的这种在水平段实施二次固井的方法,参照上述步骤6-8,可以有效驱替充填在水泥环空隙中的流体并将其置换为二次固井所用的合格的水泥浆,并可实现带压侯凝,此方法可完全替代现有技术来实施在水平段的有效的二次固井。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种在水平井段实施二次固井的方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)确定待处理井段的起始位置(15)和待处理井段的终止位置(7);
2)在待处理井段的起始位置(15)以上10m处和待处理井段的终止位置(7)以下10m处进行射孔;
3)下入套管刮削管柱对套管内壁进行刮削;
4)下入二次固井的作业管柱,所述的二次固井作业管柱包括钻杆(9)、坐封工具(11)和水泥承留器(12),钻杆(9)、坐封工具(11)和水泥承留器(12)从上到下依次连接;
5)将水泥承留器(12)坐封在套管上并将水泥承留器(12)丢手;
6)打开套管闸门,向钻杆(9)内泵注清水使清水沿循环路径至少循环2周;
7)待返水连续稳定后开始替入水泥浆;
8)上提立柱,上提结束后连接好反循环洗井管线,打开套管闸门,用清水大排量反循环至少2周,所述的立柱由2根钻杆(9)连接而成;
9)关井侯凝至少48小时;
10)起出井内的二次固井的作业管柱,下入钻磨管柱钻除井筒内的滞留物;
11)井筒试压;
所述的待处理井段的起始位置(15)和待处理井段的终止位置(7)固井声幅相对值<15%,待处理井段长度小于300m,若待处理井段以下井筒实施过射孔作业,则在射孔位置以上100m井筒处打可钻式桥塞(1),隔离并封堵井筒;
所述的射孔穿透深度应位于水泥环空隙(3)之中;
所述刮削时刮削位置在待处理井段射孔(10)处上下20m的井筒中,直至相应位置井壁光滑无油污、无毛刺,刮削深度不大于待处理井段的起始位置(15),刮削作业套管刮削管柱包括油管、套管刮削器和通井规,油管、套管刮削器和通井规自上而下依次连接;
所述的水泥承留器(12)坐封时坐封位置不处于套管节箍处,水泥承留器(12)丢手时丢手位置位于水泥承留器(12)与坐封工具(11)的连接处,水泥承留器(12)坐封和水泥承留器(12)丢手的操作方法为:将二次固井的作业管柱下至待处理井段上射孔(10)处以下3m,上提2m,在地面用旋转作业动力设备右旋二次固井的作业管柱至少30圈,下放二次固井的作业管柱至原位置,上提二次固井的作业管柱至原悬重增加10t的吨位,保持载荷5min,缓慢下放二次固井的作业管柱至原悬重增加1t的吨位,在地面右旋二次固井的作业管柱直至上提载荷瞬间降为原悬重,下放二次固井的作业管柱使得水泥承留器(12)承受3-5t的钻压;
所述的循环路径由钻杆(9)内腔进入,依次经过坐封工具(11)内腔、水泥承留器(12)内腔、水泥承留器(12)以下至可钻式桥塞(1)以上的井筒、待处理井段下射孔处(13)的孔眼、水泥环空隙(3)、待处理井段上射孔处(10)的孔眼,最后经钻杆(9)与套管的环空返出;
所述替入水泥浆时,当替入浆量等于井内钻杆(9)内容积、可钻式桥塞(1)与水泥承留器(12)之间的井筒容积之和后,停止泵入水泥浆,使挤注压力小于地层的破裂压力,再泵入清水顶替液,然后依次关闭套管闸门、钻杆(9)上的旋塞阀,所述顶替液体积为水泥环空隙(3)的容积和至少40m长的套管与钻杆的环空(14)的容积之和;所述的立柱数量为2根,上提第1根立柱的过程中应保持钻杆(9)上的旋塞阀关闭,同时关闭环形防喷器;所述的钻磨管柱包括油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋,油管、单向阀、螺杆钻和磨鞋自上向下依次连接。
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