CN109653699B - 一种油气井井口封堵方法及封堵用装置 - Google Patents

一种油气井井口封堵方法及封堵用装置 Download PDF

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Abstract

一种油气井井口封堵方法及封堵用装置，涉及油气井井口封堵技术领域，所述封堵方法包括：在所述油气井的环形空间的内部构建储气室；将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部；对所述油气井的待封堵处进行封堵。所述封堵用装置包括引流装置和封堵装置，所述引流装置包括密封件和引流组件，所述密封件设于所述油气井的环形空间内，所述环形空间内的固井材料与所述密封件之间的环形区域形成储气室，所述引流组件用于将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部，所述封堵装置用于将所述油气井的环形空间的上端密封。本申请实施例的封堵方法可将封堵作业环境与地层气体隔离，进而可避免封堵作业所存在的安全隐患。

Description

一种油气井井口封堵方法及封堵用装置
技术领域
本申请涉及油气井井口封堵技术领域，具体涉及一种油气井井口封堵方法及封堵用装置。
背景技术
油气井的开发主要是开采石油和天燃气。在开发过程中由于固井材料和套管壁之间出现缝隙，地层中存在的天燃气或有毒有害气体沿着缝隙返出，对员工和生产平台产生巨大的安全隐患。因此，油气井井口的封堵一直备受国内外各大油气开发公司的关注。
目前的油气井井口封堵作业过程中，地层窜出的可燃气及有毒有害气体扩散在封堵作业环境中，封堵作业中又经常会进行焊接操作，焊点与地层气体没有隔离，这严重影响了封堵施工作业和施工人员的安全性。
发明内容
本申请的一实施例提供一种油气井井口封堵方法，包括：
在所述油气井的环形空间的内部构建储气室；
将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部；
对所述油气井的待封堵处进行封堵。
本申请的另一实施例提供一种油气井井口封堵用装置，包括引流装置和封堵装置，所述引流装置包括密封件和引流组件，所述密封件设于所述油气井的环形空间内，所述环形空间内的固井材料与所述密封件之间的环形区域形成储气室，所述引流组件用于将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部，所述封堵装置用于将所述油气井的环形空间的上端密封。
有益效果：
本申请实施例提供的油气井井口封堵方法，其在油气井的环形空间的内部构建储气室，并能够将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部，如此，在对所述油气井的待封堵处进行封堵过程中，可以将封堵作业环境与所述油气井井口所窜出的地层气体隔离，进而可避免封堵作业所存在的安全隐患。
本申请实施例提供的油气井井口封堵用装置，其利用引流装置构建了储气室以收集窜出的地层气体，并能够将收集于储气室内的地层气体引出储气室外部，因此可将封堵作业环境与所述油气井井口所窜出的地层气体隔离，进而可避免封堵作业所存在的安全隐患。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请一实施例的油气井井口封堵用装置的应用状态图；
图2为图1的一个视角下的立体图；
附图标记为：1、外层套管，2、内层套管，3、固井材料，4、储气室，5、连接件，6、集气管，7、密封件，8、密封罩底板，9、密封罩，10、环形板，11、环形板开孔，12、第一密封块，13、导管，13-1、第一导管，13-2、第二导管，14-1、第一环形板接缝密封罩，14-2、第二环形板接缝密封罩，15、第二密封块，16、支撑筋，17、井口装置，18、集气件。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。
关于油气井井口封堵，一些油气井井口封堵方法为：采用提前设计好的工装安装在需要封堵的地方，工装设计多数是卡箍类，然后用螺栓紧固，在需要焊接时没有很好地进行油、气与焊点的彻底隔离；有的是采用防爆风机吹散天燃气或有毒有害气体后进行焊接。这些方法在施工过程中地层的可燃气或有毒有害气体还是扩散在工作环境当中，并且危险气体不容易控制，存在安全隐患。
本申请一实施例提供一种油气井井口封堵用装置，如图1和图2所示，包括引流装置和封堵装置，所述引流装置包括密封件7和引流组件，所述密封件7设于所述油气井的环形空间内，所述环形空间内的固井材料3与所述密封件7之间的环形区域形成储气室4，所述引流组件用于将窜入至所述储气室4内的地层气体引流至所述储气室4外部，所述封堵装置用于将所述油气井的环形空间的上端密封。
本申请实施例提供的油气井井口封堵用装置，其利用引流装置构建了储气室4以收集窜出的地层气体，并能够将收集于储气室4内的地层气体引出储气室4外部，因此可将封堵作业环境与所述油气井井口所窜出的地层气体隔离，进而可避免封堵作业所存在的安全隐患。
本实施例中，所述油气井的环形空间是指油气井井口的内层套管2和外层套管1之间的环形空间，该环形空间内充填有固井材料3，比如水泥浆，在油气井开发过程中，固井材料3与内层套管2、外层套管1之间可能会出现裂缝，地层气体会经上述裂缝窜出。
所述密封件7设于所述油气井的环形空间内，其位于所述环形空间内的固井材料3的上方，所述环形空间内的固井材料3与所述密封件7之间的环形区域形成储气室4。为提高所述储气室4的密封效果，所述密封件7与所述内层套管2之间，以及所述密封件7与所述外层套管1之间均密封良好。
所述密封件7可以是可流动性材料在注入所述环形空间内后凝固成型的，所述可流动性材料可以是水泥浆、胶水等材料。所述外层套管1上设有注入孔，可通过所述注入孔向所述环形空间内注入可流动性材料以凝固形成所述密封件7。实际操作中，可以先通过所述注入孔将所述引流组件置于所述环形空间内，然后通过所述注入孔注入可流动性材料以凝固形成所述密封件7。所述环形空间内预先设有支撑板，用于在注入可流动性材料时在支撑板上方集聚可流动性材料以凝固形成密封件7，从而形成所述储气室4。或者，所述密封件7整体为圆环状结构，为便于所述密封件7的安装，其可以包括至少两个密封板，安装时可先将各密封板密封设置在所述环形空间内，再将相邻的两个密封板的对接处密封配合或连接(可以采用粘结剂连接)。
为便于将所述储气室4内的地层气体引出，所述引流组件包括集气件18和导管13，所述集气件18设于所述储气室4内，所述集气件18上设有开孔，所述导管13与所述集气件18连接并用于将进入至所述集气件18内的地层气体引流至所述储气室4外部。其中，所述导管13的一端与所述集气件18连通，另一端穿过所述密封件7伸出至所述储气室4外部，所述储气室4内的地层气体经所述集气件18上设置的开孔进入所述集气件18内部，并通过所述导管13引流至所述储气室4外部。本实施例中，所述集气件18可以将所述储气室4内的地层气体汇集后经所述导管13引出至所述储气室4外部，如此，可快速将所述储气室4内的地层气体引出，并且可使所述储气室4内的地层气体尽可能多的引出。在其他实施例中，所述引流组件可以不包括所述集气件18，所述导管13的一端位于所述储气室4内，另一端穿过所述密封件7伸出至所述储气室4外部。
所述集气件18的结构不受限制，作为一种实施方式，所述集气件18包括两个集气管6和两个连接件5，两个所述集气管6的两端分别通过两个所述连接件5连通，至少一个所述集气管6的管壁上设有所述开孔。比如，所述集气件18整体可以为环形管状，两个所述集气管6可以采用软管，则可任意弯折以便于两者连接，为使整个所述集气件18各处均可以进入地层气体，利于地层气体的引出，两个所述集气管6上可以均分散设置多个所述开孔。为方便所述导管13的安装，所述连接件5可以采用三通，所述导管13的一端连接在所述连接件5的一个连接口处。
为便于在后续井口封堵过程中对所述储气室4内的地层气体进行置换或稀释，所述导管13设置为至少两个，比如设置为两个，包括第一导管13-1和第二导管13-2，其中第一导管13-1用于向所述储气室4内或者所述集气件18内输入惰性气体，其他导管13(比如第二导管13-2)用于输出所述储气室4内或者所述集气件18内置换出的气体。作为一种实施方式，两个所述连接件5各自连通一个所述导管13，即其中一连接件5连通第一导管13-1，另一连接件5连通第二导管13-2，此种设置方式可以方便两导管13的安装，两个所述导管13也可以连接在所述集气件18的其他位置，比如连接在其中一个或两个所述集气管6的管壁上。
本实施例中，为实现对所述油气井的环形空间的上端的密封，作为一种实施方式，所述封堵装置包括设于所述环形空间上端的环形板10、密封罩9和密封罩底板8，所述环形板10的内壁焊接在所述油气井的内层套管2上，所述密封罩9焊接在所述环形板10的外壁上，所述密封罩底板8焊接在所述油气井的外层套管1上和所述密封罩9的下端。本实施例中，所述环形板10盖设在所述油气井的环形空间的上端，环形板10的内壁焊接在所述油气井的内层套管2上，所述环形板10与所述环形空间之间密封不良的地方需要进行封堵。所述环形板10与所述油气井的外层套管1之间可能会存在缝隙，设置所述密封罩9和密封罩底板8则可以防止存在的上述缝隙导致的密封不良情况的发生。
所述环形板10、密封罩9和密封罩底板8均包括至少两个分体部分，比如，所述环形板10包括第一板体和第二板体，第一板体和第二板体组合成所述环形板10，所述密封罩9包括第一罩体和第二罩体，第一罩体和第二罩体组合成所述密封罩9，所述密封罩底板8包括第三板体和第四板体，第三板体和第四板体组合成所述密封罩底板8。在所述环形板10的安装过程中，先将所述第一板体和第二板体的内壁焊接在所述油气井的内层套管2上，两者之间的两对接缝处分别设置有第一环形板接缝密封罩14-1和第二环形板接缝密封罩14-2进行密封，第一环形板接缝密封罩14-1和第二环形板接缝密封罩14-2焊接在油气井的内层套管2上和第一板体和第二板体上。本实施例封堵装置的密封罩9和密封罩底板8在安装时，可先将第三板体和第四板体两者的内壁焊接在所述油气井的外层套管1上，并将第三板体和第四板体两者的对接缝进行焊接；然后将第一罩体和第二罩体两者的下端焊接在第三板体和第四板体组成的密封罩底板8上；最后将第一罩体和第二罩体两者之间的对接缝焊接，并把第一罩体和第二罩体与所述环形板10的外壁进行焊接。
本实施例中，所述环形板10上设有环形板开孔11，所述环形板开孔11处设有与其配合的第一密封块12，第一密封块12上设有用于供所述引流组件的导管13穿过的通孔，在所述导管13使用结束后，将所述第一密封块12上的所述通孔密封。所述环形板10上还可能会存在其他加工孔等，该类孔采用第二密封块15进行密封。
本实施例中，所述油气井的上方设有井口装置17，井口装置17的周向可以设置多个支撑筋16进行支撑，多个支撑筋16的底端可支撑在所述环形板10上。
本实施例的封堵用装置，在实际操作过程中，可先将所述引流组件组装好并置于所述环形空间内，然后注入可流动性材料并凝固形成密封件7，进而形成所述储气室4，保证所述引流组件的集气件18位于储气室4内，引流组件的导管13从所述密封件7内穿出，然后安装所述封堵装置的密封罩9和密封罩底板8。在安装所述密封罩9和密封罩底板8过程中，进行焊接操作前，先利用所述导管13将所述储气室4内的地层气体引流至安全区域，然后进行焊接；在焊接过程中，可采用正压焊接方法，可通过所述引流组件的第一导管13-1向所述储气室4内通入惰性气体(比如氮气等)进行置换或稀释地层气体，并可以使储气室4内持续保持正压，置换出的气体可通过所述引流组件的第二导管13-2引出。
本实施例的封堵用装置，设计了气体引流装置，把引流组件安装在人工建造的储气室4内，可以先把地层危险气体引流到安全区域，然后进行焊接作业，从而保证了作业环境的安全和人员安全。可实现对地层危险气体人工进行引流和控制，提高了井口封堵焊接的安全保障，保证了井口焊接的焊接质量和工作效率，节省了生产成本。
本申请另一实施例提供一种油气井井口封堵方法，包括：
在所述油气井的环形空间的内部构建储气室；
将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部；
对所述油气井的待封堵处进行封堵。
本申请实施例提供的油气井井口封堵方法，其在油气井的环形空间的内部构建储气室，并能够将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部，如此，在对所述油气井的待封堵处进行封堵过程中，可以将封堵作业环境与所述油气井井口所窜出的地层气体隔离，进而可避免封堵作业所存在的安全隐患。
本实施例中，所述油气井的环形空间是指油气井井口的内层套管和外层套管之间的环形空间，该环形空间内充填有固井材料，比如水泥浆，在油气井开发过程中，固井材料与内层套管、外层套管之间可能会出现裂缝，地层气体会经上述裂缝窜出。
本实施例中，所述在所述油气井的环形空间的内部构建储气室，包括：在所述油气井的环形空间内设置密封件，所述环形空间内的固井材料与所述密封件之间的环形区域形成所述储气室。其中，所述储气室可将窜出的地层气体进行收集，便于引流至所述储气室外部。
本实施例中，所述对所述油气井的待封堵处进行封堵，包括：将所述油气井的环形空间的上端密封；向所述储气室内通入惰性气体以置换或稀释所述储气室内的地层气体。
所述将所述油气井的环形空间的上端密封，包括：在所述环形空间上端设置的环形板的外壁上焊接密封罩，在所述油气井的外层套管上和所述密封罩的下端焊接密封罩底板以将所述密封罩的下端密封。其中，所述环形板盖设在所述油气井的环形空间的上端，环形板的内壁焊接在所述油气井的内层套管上，所述环形板与所述环形空间之间密封不良的地方需要进行封堵。将所述油气井的环形空间的上端密封，可采用本申请前文关于油气井井口封堵用装置的实施例中的封堵装置进行密封。
本实施例的油气井井口封堵方法，在实际操作中，可先构建所述储气室，并将储气室内的地层气体引流至所述储气室外部的安全区域，然后进行油气井井口的封堵作业，如此，可将地层气体与封堵作业环境隔离，保证封堵作业过程中焊接操作安全。在封堵作业过程中，需要进行焊接操作，在焊接操作过程中，可向所述储气室内通入惰性气体以置换或稀释所述储气室内的地层气体，并可以使储气室内持续保持正压，提高焊接质量。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“四角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例的简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

Claims (6)

1.一种油气井井口封堵方法，其特征在于，包括：
在所述油气井的环形空间的内部构建储气室，包括：在所述油气井的环形空间内设置密封件，所述环形空间内的固井材料与所述密封件之间的环形区域形成所述储气室；
将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部；
对所述油气井的待封堵处进行封堵，包括：将所述油气井的环形空间的上端密封；向所述储气室内通入惰性气体以置换或稀释所述储气室内的地层气体；所述将所述油气井的环形空间的上端密封，包括：在所述环形空间上端设置的环形板的外壁上焊接密封罩，在所述油气井的外层套管上和所述密封罩的下端焊接密封罩底板以将所述密封罩的下端密封；
其中，所述环形空间设置为油气井井口的内层套管和外层套管之间的环形空间。
2.一种油气井井口封堵用装置，其特征在于，包括引流装置和封堵装置，所述引流装置包括密封件和引流组件，所述密封件设于所述油气井的环形空间内，所述环形空间内的固井材料与所述密封件之间的环形区域形成储气室，所述引流组件用于将窜入至所述储气室内的地层气体引流至所述储气室外部，所述封堵装置用于将所述油气井的环形空间的上端密封；所述封堵装置包括设于所述环形空间上端的环形板、密封罩和密封罩底板，所述环形板的内壁焊接在所述油气井的内层套管上，所述密封罩焊接在所述环形板的外壁上，所述密封罩底板焊接在所述油气井的外层套管上和所述密封罩的下端；
其中，所述环形空间设置为油气井井口的内层套管和外层套管之间的环形空间。
3.如权利要求2所述的封堵用装置，其特征在于，所述引流组件包括集气件和导管，所述集气件设于所述储气室内，所述集气件上设有开孔，所述导管与所述集气件连接并用于将进入至所述集气件内的地层气体引流至所述储气室外部。
4.如权利要求3所述的封堵用装置，其特征在于，所述集气件包括两个集气管和两个连接件，两个所述集气管的两端分别通过两个所述连接件连通，至少一个所述集气管的管壁上设有所述开孔。
5.如权利要求4所述的封堵用装置，其特征在于，两个所述连接件各自连通一个所述导管。
6.如权利要求2所述的封堵用装置，其特征在于，所述外层套管上设有注入孔，所述注入孔用于向所述环形空间内注入可流动性材料以凝固形成所述密封件。
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