CN109403912B - 一种水平井注水泥塞的方法及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是石油工业使用的一种水平井注水泥塞的方法及施工方法，让水泥浆与隔离液的密度相等，使相等密度的水泥浆与隔离液间隔从施工管柱替入施工管柱与套管之间的环空中，并使施工管柱与套管之间的环空内的水泥浆和隔离液替入段的两端界面与施工管柱中的水泥浆和隔离液替入段的两端界面平齐、且施工管柱的底部和施工管柱与套管之间的环空以及井底均是隔离液，同时最先替入的隔离液和最后替入的隔离液的上端界面位于水平井的垂向井段，此时上提施工管柱至水泥浆上端界面的上方，使施工管柱与套管之间的环空中的水泥浆融合，关井候凝后位于水平段的水泥浆成为悬空水泥塞，再将隔离液洗出。具有施工简单，容易操作，封闭可靠，耐温性能好，易于钻除，不容易受井筒内不规则井壁的限制等优点。
Description
技术领域
本发明涉及石油工业水平井注水塞的方法，尤其是一种水平井注水泥塞的方法及施工方法，可在水平井的水平段形成悬空水泥塞。
背景技术
直井内的悬空水泥塞注入工艺是利用光油管将一定量的水泥浆替到井筒内设计井段，然后再将多余灰浆洗出，等留井灰浆凝固后，则会形成位置较为准确、密封可靠的水泥塞，用于层间隔离；有着成本低、有效期长、易于钻除等特点，成为直井作业中的常用封层工艺之一。但是在水平井段注悬空水泥塞，采用直井注悬空水泥塞工艺，会使水泥浆因重力分异作用流淌平铺，不但形不成水泥塞，还会造成难以解除的油藏污染和复杂井筒状况。因此目前都采用封隔器及桥塞进行水平井段或大斜度井段的封隔，但这些工艺存在着对井筒条件要求高，对于不规则的裸眼井段、套变井段无法实施等缺陷。由于在水平井段注悬空水泥塞这项技术的空缺，造成有些水平井段的封隔无法实施，出水无法得到治理。
现阶段，国内外对于水泥塞在水平井段的应用，缺少简单易行便于推广的技术，201510616420.7虽然提出一种水平井打水泥塞的方法，但是由于采用的是引发性聚合物在注水泥浆井段两端快速稠化，防止高比重水泥浆在水平段内的重力沉降，适用井温范围为45-60℃，致使许多水平井或大斜度井不能应用。即便按照这种“聚合物+水泥+聚合物”思路进行适用温度的提高改进，也存在操作和实现的难度，不易于现场的推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种水平井注水泥塞的方法及施工方法，解决无法在水平井段或大斜度井段的井筒中注入注水泥塞的技术难题，让水泥塞成为水平井段或大斜度井段层间封隔的手段，降低生产成本，提高施工效率，解决封隔器及桥塞等工具不能解决的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种水平井注水泥塞的方法，是：让水泥浆与隔离液的密度相等，使相等密度的水泥浆与隔离液间隔从施工管柱替入施工管柱与套管之间的环空中，并使施工管柱与套管之间的环空内的水泥浆和隔离液替入段的两端界面与施工管柱中的水泥浆和隔离液替入段的两端界面平齐、且施工管柱的底部和施工管柱与套管之间的环空以及井底均是隔离液，同时最先替入的隔离液和最后替入的隔离液的上端界面位于水平井的垂向井段，此时上提施工管柱至水泥浆上端界面的上方，使施工管柱与套管之间的环空中的水泥浆融合，关井候凝后位于水平段的水泥浆成为悬空水泥塞，再将隔离液洗出。
用于一种水平井注水泥塞的方法的施工方法，是：
A、将施工管柱下至井底；用修井液循环洗井；
B、计算水泥浆和隔离液的用量，包括前置隔离液、一次水泥浆、底部隔离液、二次水泥浆、后置隔离液和顶替液；
C、从施工管柱中顺序替入前置隔离液、一次水泥浆、底部隔离液、二次水泥浆、后置隔离液，最后替入顶替液,使自井底方向开始、在水平井段的施工管柱内和施工管柱与套管之间的环空内形成“底部隔离液+一次水泥浆和二次水泥浆+前置隔离液和后置隔离液”形成的替入段、且施工管柱内以及与套管形成的施工管柱与套管之间的环空内每个替入段的前后界面齐平；
D、确保前置隔离液和后置隔离液的替入段的上端界面齐平且垂直深度均高于水平井段的垂向深度。
E、上提施工管柱至前置隔离液和后置隔离液替入段的上方，使一次水泥浆和二次水泥浆融合；
F、关井、等待融合后的一次水泥浆和二次水泥浆凝固。
与现有技术相比，本发明的显著效果是：由于隔离液密度大于修井液密度，且灌满了整个水平段中的施工管柱和施工管柱与套管之间的环空，并充满至离开水平井段一定高度的井深位置，位于上方的修井液密度不超过水泥浆的密度，也不会再与水泥浆产生置换。待水泥浆在预定位置凝固形成水泥塞，就能够实现水平段或大斜度井段层间封隔的目的，解决了注灰作业仅在垂井中能够使用、而不能用于水平井的难题。本发明适用于水平井水平段或大斜度井段的堵水、封层、压裂、注汽等作业。具有施工简单，容易操作，封闭可靠，耐温性能好，易于钻除，不容易受井筒内不规则井壁的限制等优点，具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益。
附图说明
图1是本发明的工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围，凡使用本发明的设计思路得出的改进均属于本发明的保护范畴。
参见图1，一种水平井注水泥塞的方法，是：让水泥浆与隔离液的密度相等，使相等密度的水泥浆与隔离液间隔从施工管柱替入施工管柱与套管之间的环空中，并使施工管柱与套管之间的环空内的水泥浆和隔离液替入段的两端界面与施工管柱中的水泥浆和隔离液替入段的两端界面平齐、且施工管柱的底部和施工管柱与套管之间的环空以及井底均是隔离液，同时最先替入的隔离液和最后替入的隔离液的上端界面位于水平井的垂向井段，此时上提施工管柱至水泥浆上端界面的上方，使施工管柱与套管之间的环空中的水泥浆融合，关井候凝后位于水平段的水泥浆成为悬空水泥塞，再将隔离液洗出。
用与水泥浆密度相等的隔离液，替留在注水泥塞井段的两端，能够防止水泥浆重力分异、发生流动平铺。
用于一种水平井注水泥塞的方法的施工方法，是：
A、将施工管柱下至井底；用修井液9循环洗井，确保井内修井液9的密度均匀，压井平稳；
B、计算水泥浆和隔离液的用量，包括前置隔离液1、一次水泥浆2、底部隔离液3、二次水泥浆4、后置隔离液5和顶替液6；
C、从施工管柱7中顺序替入前置隔离液1、一次水泥浆2、底部隔离液3、二次水泥浆4、后置隔离液5，最后替入顶替液6,使自井底方向开始、在水平井段的施工管柱7内和施工管柱与套管之间的环空内形成“底部隔离液3+一次水泥浆2和二次水泥浆4+前置隔离液1和后置隔离液5”形成的替入段、且施工管柱7内以及与套管8形成的施工管柱与套管之间的环空内每个替入段的前后界面齐平；
D、确保前置隔离液1和后置隔离液5的替入段的上端界面齐平且垂直深度均高于水平井段的垂向深度，上端界面系指朝向井口方向的界面；在前置隔离液1和后置隔离液5替入段的上端灌满水平井的水平段后、进入具有一定高度的垂向井段内，可避免较轻的修井液9的侵入；
E、上提施工管柱7至前置隔离液1和后置隔离液5替入段的上方，使一次水泥浆2和二次水泥浆4融合；
F、关井、等待融合后的一次水泥浆2和二次水泥浆4凝固。可以将凝固后的一次水泥浆2和二次水泥浆4替入段上方的前置隔离液1和后置隔离液5用修井液9洗出井外，也可以不洗。一次水泥浆2和二次水泥浆4形成的替入段在水平井段内凝结后，形成悬空水泥塞。
所述前置隔离液1和后置隔离液5上方的修井液9能够灌滿井筒、也能够不灌满井筒，可根据洗井过程中存在的漏失、封闭层的压力大小等情况确定。
所述一次水泥浆2和二次水泥浆4均是不失水水泥浆，如：胶状水泥或者是添加了添加剂而不失水的水泥浆。
所述前置隔离液1和后置隔离液5替入段的上端界面高于水平井段垂向深度1m以上。
所述前置隔离液1、底部隔离液3和后置隔离液5的密度均大于修井液9的密度。
所述关井候凝的时间多于一次水泥浆2和二次水泥浆4在其凝固井段温度压力条件下达到最大强度的时间，关井候凝的时间一般设定在24-48小时之间。
在超过500米以上的所述水平井段中注水泥塞时，在确保其他液体不与一次水泥浆2和二次水泥浆4的替入段发生接触的前提下，能够间隔使用低成本液体浆料替代部分隔离液，如与隔离液不发生反应的等密度泥浆、卤水等。
上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本发明不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本发明的精神和启示下做出修改。本文所公开的方案可能存在很多变更、组合和修改，且都在本发明的范围内，因此，保护范围不仅限于上文的说明。
Claims (9)
1.一种水平井注水泥塞的方法，是：让水泥浆与隔离液的密度相等，水泥浆包括一次水泥浆和二次水泥浆，隔离液包括前置隔离液、底部隔离液和后置隔离液；使相等密度的前置隔离液、一次水泥浆、底部隔离液、二次水泥浆、后置隔离液从施工管柱中顺序替入，施工管柱中的后置隔离液和二次水泥浆之间的界面同施工管柱与套管之间的环空中的前置隔离液和一次水泥浆之间的界面齐平，施工管柱中的二次水泥浆和底部隔离液之间的界面同施工管柱与套管之间的环空中的一次水泥浆和底部隔离液之间的界面齐平，同时最先替入的前置隔离液的上端界面和最后替入的后置隔离液的上端界面齐平且均位于水平井的垂向井段并且施工管柱的底部和施工管柱与套管之间的环空以及井底均是底部隔离液，此时上提施工管柱至水泥浆上端界面的上方，使施工管柱与套管之间的环空中的一次水泥浆和施工管柱中的二次水泥浆融合，关井候凝后位于水平段的水泥浆成为悬空水泥塞，再将隔离液洗出。
2.用于权利要求1所述的一种水平井注水泥塞的方法的施工方法，是：
A、将施工管柱下至井底；用修井液（9）循环洗井；
B、计算水泥浆和隔离液的用量，包括前置隔离液（1）、一次水泥浆（2）、底部隔离液（3）、二次水泥浆（4）、后置隔离液（5）和顶替液（6）；
C、从施工管柱（7）中顺序替入前置隔离液（1）、一次水泥浆（2）、底部隔离液（3）、二次水泥浆（4）、后置隔离液（5），最后替入顶替液（6）,使自井底方向开始、在水平井段的施工管柱（7）内和施工管柱与套管之间的环空内形成“底部隔离液（3）+一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）+前置隔离液（1）和后置隔离液（5）”形成的替入段、且施工管柱（7）内以及施工管柱（7）与套管（8）之间形成的环空内每个替入段的前后界面齐平；
D、确保前置隔离液（1）和后置隔离液（5）的替入段的上端界面齐平且垂直深度均高于水平井段的垂向深度；
E、上提施工管柱（7）至前置隔离液（1）和后置隔离液（5）替入段的上方，使一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）融合；
F、关井、等待融合后的一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）凝固。
3.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述前置隔离液（1）和后置隔离液（5）上方的修井液（9）灌满 井筒。
4.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述前置隔离液（1）和后置隔离液（5）上方的修井液（9）不灌满井筒。
5.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）均是不失水水泥浆。
6.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述前置隔离液（1）和后置隔离液（5）替入段的上端界面高于水平井段垂向深度1m以上。
7.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述前置隔离液（1）、底部隔离液（3）和后置隔离液（5）的密度均大于修井液（9）的密度。
8.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，所述关井候凝的时间多于一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）在其凝固井段温度压力条件下达到最大强度的时间。
9.如权利要求2所述的施工方法，其特征是，在超过500米的所述水平井段中注水泥塞时，在确保其他液体不与一次水泥浆（2）和二次水泥浆（4）的替入段发生接触的前提下，能够间隔使用低成本液体浆料替代部分隔离液。
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