CN109538148A - 一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于煤层气开采技术领域，为了解决多层合采煤层气井“倒吸”问题，本发明提供了一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层技术，工艺主要是用水力机械压缩软金属膨胀，与套管内壁产生挤压密封的原理，以一种软金属膨胀管作为补贴工具，当膨胀管管柱下放到预定深度后，通过与地面连接好的高压泵车进行打压胀管作业，待管下密封节最上部一道密封环膨胀后，降低或停止施加上提力，座封完毕后起出油管和液压工具，随即在井口进行试压作业，试压一般情况下需要达到10Mpa以上且保持30min压力无明显下降，表示倒吸层补贴作业完成。这一成果提供了一种新型煤层气井受井下采煤影响导致的停产或报废复用工艺，可从根本上解决巷道影响煤层气井的问题。
Description
技术领域
本发明属于煤层气开采技术领域，具体涉及一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法。
背景技术
现有煤层气井初期基本布置在煤矿井下未开采区域，随着煤田巷道的不断推进，受影响的煤层气井越来越多，使部分多层合采煤层气井由原来的高产到低产甚至报废，直接影响煤层气开采的总产量。
传统的倒吸层封堵技术主要依靠普通的注灰工艺，注灰工艺不但费用较高，而且成功率也较低，往往要施工几次。在挤入煤层的灰量以及灰面高度又难以把握，注灰还易影响生产套管的内径，增加煤层气井作业难度。后期利用的油田上封层的挤注桥塞封堵技术，封堵效果比原先填砂注灰效果要好，但是，在受到千米钻孔影响的煤层气井中，注入灰浆会沿着千米钻孔进入巷道，影响采煤进度。因此，需要研发或引进新型工艺来根本解决倒吸层问题。
这种软金属膨胀管补贴技术，在套损治理方面有着先进和独到的一面，该项技术工艺在油气田上应用广泛，但在煤层气井上尚无涉及。结合煤层气开发的特殊工艺，针对煤层气井的井身结构，发明了适应于多层合采煤层气井倒吸层补贴技术，解决了受井下掘进影响的且尚未揭露的、井筒保持完整的倒吸井。此类煤层气“倒吸”井补贴作业对于技术要求、泵压控制、补贴位置都有更高要求，补贴后煤层气井可以继续抽采其它煤层的瓦斯。
发明内容
本发明是为了解决多层合采煤层气井“倒吸”问题，减少大量煤层气通过井下钻孔进入巷道中，保证井下采煤的安全，还能减少中心站、集输站及其他煤层气井的煤层气通过管道倒流回受影响的煤层气井中，不需要重新在地面占地开发新井，且对环境、煤储层无影响的一种封堵方式，提供了一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层技术。
本发明采用如下技术方案：
一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法，其特征在于，采用地面打压、补贴倒吸层、起出液压工具、井口试压的施工程序，对倒吸层进行封堵，具体工艺步骤包括：
1）磁定位校深：倒吸层精确深度对后期补贴工艺至关重要，需要在补贴前下校深短节进行磁定位校深，在地面测量入井管串长度，按保证膨胀管下入需补贴井段，入井管串方余为0.5-0.8mm计算，准备好油管调整短节，确定最终工具下深位置；
2）刮管通井：因软金属膨胀管在膨胀前机械强度较低，这就需在补贴倒吸层射孔井段重复刮削至少3次，去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡物，保证膨胀管补贴时有效贴合密封，并下通井规，通井至磁定位深度，保证后期膨胀管管柱下入通畅；
3）补贴倒吸层：首先下放膨胀管柱，在其入井过程中，严格控制膨胀管管柱与井架、钻台的接触，同时控制下放速度，避免膨胀管管柱与套管的碰撞冲击，下放到预定深度后，利用地面泵车进行打压膨胀作业，待管下密封节最上部一道密封环膨胀后，停止打压，借助专业工具上提油管和液压工具；
4）试压：补贴倒吸层结束后，安装井口随即对井内进行试压作业，压力需要达到10Mpa以上且保持30min无明显下降的情况下，试压结束。
下刮削器时的钻压为0-0.5t，下放速度为0.5m/min。
所述的刮管通井中，下刮削器时，要控制好下放速度，遇阻不超过2t，防止因套管变形卡住刮削器。
下放膨胀管柱的限速为10-15m/min。
所述的磁定位较深中，计算好膨胀头上端面到膨胀管上端面距离，在需连接的油管上打标记，连接杆定位环下端到油管标记处的距离要与测量的膨胀管长度一致。
试压过程中，一定保证压力无明显下降方为补贴成功，如压力下降较快，说明座封不严，需要起出补贴工具，重复上述工艺步骤，直到压降合格为止。
本发明具有如下有益成果：
（1）本发明采用原煤层气井井场进行作业，无需重复占地。
（2）补贴倒吸层后，煤层气井可以继续抽采其它层位的瓦斯，减少了重新钻井的成本。
（3）补贴作业中不添加任何化学试剂，对煤储层无任何污染，是一种环保的工艺技术。
附图说明
图1为软金属膨胀管各关键部位示意图；
图2为软金属膨胀管补贴后与套管密封示意图；
图中：1为油管连接头，2为内置同步器、限位器和卡瓦座，3为密封带，4为膨胀管，5为内置离合器和限位器，6为剪切环，7为接帽，8为生产套管， 9为倒吸层，10为未受影响煤储层射孔段。
具体实施方式
如图1、图2所示为补贴工具及作业后密封示意图，具体工艺步骤如下：
（1）井眼准备
1）根据地质数据，对该井出水层段、斜井、狗腿度、油层套管下入的深度、壁厚、射孔段等数据进行详细核对。
2）下校深短节进行磁定位校深。
3）测量各膨胀管长度，计算好膨胀头上端面到膨胀管上端面距离并做好记录。
4）根据测量膨胀管柱的长度，在需连接的油管上打标记，连接杆定位环下端到油管标记处的距离要与测量的膨胀管长度一致。
5）地面测量入井管串长度，按保证膨胀管下入需补贴井段，入井管串方余为0.5-0.8mm计算，准备好油管调整短节。
（2）刮管
下入相应弹簧式刮削器刮管，在需补贴井段重复刮削3次，去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡等物，保证膨胀管补贴时有效贴合密封。刮管后对入井管柱进行磁定位校深。注意：下刮削器时，要控制好下放速度，遇阻不超过2t，防止因套管变形卡刮削器。
（3）测井径
对补贴段下点以上井段进行井径测量，以判断井下套管变径情况。
（4）模拟通井
下长度为8M 通井规，通井至设计深度，以保证膨胀管管柱下入通畅，并对所下入管柱进行磁定位校深。
（5）定径刮管
下定径刮铣器至设计深度，在设计施工井段上下刮铣套管内壁，以保证胀管过程顺利完成。
1）下井前，应对定径刮削器合金刀片进行检查，确保刀片完整；进行打压试验，确保定径刮削器刀片伸缩正常。
2）定径刮铣器入井钻具组合：GXQ-124定径刮铣器+27/8〞钻杆。
3）将定径刮铣器刮铣刀片下端下至设计位置，转动转盘，转速45-60r/min，开泵，排量为6-8L/s，原地旋转2min,使刮铣器刀片充分张开，张开最大直径（φ124），然后缓慢下放，对设计施工井段套管内壁进行定径刮铣，下放时钻压为0-0.5t，下放速度为0.5m/min。一次刮削完毕后，停转盘，上提刮削器至初始位置，重复刮削三次。在刮削过程中，应注意观察井口是否有异常憋跳。
4）上提管柱、在井口检查定径刮削器是否有破损，如刀片有较大面积损伤，则更换备用刀片，重新进行刮削。注意：施工工序为：1、通井 2、冲沙 3、刮削 4、测井径 5、模拟通井 6、定径刮削。
（6）膨胀补贴倒吸层
膨胀补贴是采用膨胀管修复套损井的核心工艺过程，它包括以下主要工步：
1) 下膨胀管管柱。膨胀管在膨胀前机械强度较低，另外，在长段膨胀管的入井过程中，可膨胀螺纹也是需要刻意加以保护的对象。在有限的壁厚内加工的可膨胀螺纹，加工精度要求非常高，任何碰撞冲击都可能导致可膨胀螺纹机械连接性能和密封能力的下降甚至失效。因此，在膨胀管柱的入井过程中，应严格控制膨胀管管柱与井架、钻台的接触，同时，控制下放速度，限速在10-15m/min为宜，尽量避免膨胀管管柱与套管的碰撞冲击。
2) 初始胀管。当膨胀管管柱下放到预定深度后，在地面连接好高压管线，即可开始实施初始胀管过程，当管下密封节最上部一道密封环膨胀后，初始胀管过程即宣告结束。
3）结束膨胀。膨胀管过程结束的瞬间，胀管压力会在瞬间释放，降低为零，此时，下放管柱将向上产生冲击震动，在接近膨胀完成前，应降低或停止施加上提力，最终依靠液压驱动力完成最后的胀管过程。
（7）试压
补贴倒吸层结束后，安装井口随即对井内进行试压作业，采用双封隔器单卡补贴段，试压检查补贴段套管的承压能力。压力需要达到10Mpa以上且保持30min无明显下降的情况下，试压合格，补贴结束。
本发明主要是用水力机械压缩软金属膨胀，与套管内壁产生挤压密封的原理，以一种软金属膨胀管作为补贴工具，当膨胀管管柱下放到预定深度后，通过与地面连接好的高压泵车进行打压胀管作业，待管下密封节最上部一道密封环膨胀后，降低或停止施加上提力，座封完毕后起出油管和液压工具，随即在井口进行试压作业，试压一般情况下需要达到10Mpa以上且保持30min压力无明显下降，表示倒吸层补贴作业完成。这一成果提供了一种新型煤层气井受井下采煤影响导致的停产或报废复用工艺，可从根本上解决巷道影响煤层气井的问题。
Claims (4)
1.一种软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法，其特征在于，采用地面打压、补贴倒吸层、起出液压工具、井口试压的施工程序，对倒吸层进行封堵，具体工艺步骤包括：
1）磁定位校深：在补贴前下校深短节进行磁定位校深，在地面测量入井管串长度，按保证膨胀管下入需补贴井段，入井管串方余为0.5-0.8mm计算，准备好油管调整短节，确定最终工具下深位置；
2）刮管通井：在补贴倒吸层射孔井段重复刮削至少3次，去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡物，保证膨胀管补贴时有效贴合密封，并下通井规，通井至磁定位深度，保证后期膨胀管管柱下入通畅；
3）补贴倒吸层：首先下放膨胀管柱，在其入井过程中，严格控制膨胀管管柱与井架、钻台的接触，同时控制下放速度，避免膨胀管管柱与套管的碰撞冲击，下放到预定深度后，利用地面泵车进行打压膨胀作业，待管下密封节最上部一道密封环膨胀后，停止打压，上提油管和液压工具；
4）试压：补贴倒吸层结束后，安装井口随即对井内进行试压作业，压力需要达到10Mpa以上且保持30min无明显下降的情况下，试压结束。
2.根据权利要求1所述的软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法，其特征在于，下刮削器时的钻压为0-0.5t，下放速度为0.5m/min。
3.根据权利要求2所述的软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法，其特征在于，下刮削器过程中的遇阻不超过2t。
4.根据权利要求3所述的软金属膨胀管补贴煤层气井倒吸层方法，其特征在于，下放膨胀管柱的限速为10-15m/min。
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