CN109826586B - 一种气井带压完井工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一钟气井带压完井工艺方法，属于全过程欠平衡和气体钻井完井领域。包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的方法、在不同的管柱自重和上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺。本发明降低了带压下完井管串的施工风险，避免了替入工作液对储层的伤害，延长了气井生产周期。

Description

一种气井带压完井工艺方法

技术领域

本发明涉及石油、天然气钻井技术,具体地说,涉及一种利用气体作为循环介质钻井钻遇气层时的安全、对储层零伤害的气井完井工艺方法,属于全过程欠平衡和气体钻井完井领域。

背景技术

氮气钻井技术作为气体钻井技术的一项分支技术在低孔、低压、低渗油气藏等领域取得了显著的开发成效。气体钻井技术始于20世纪30年代的美国，是使用气体、气液混合流体作为循环介质代替钻井液的钻井技术。发展历程分为两个阶段，第一阶段循环介质主要是空气及以空气为组分的气液混合流体。气体钻井用于非储层段钻进，作为钻井提速或者应对井漏的手段。第二阶段从80年代至今，这一阶段又出现了氮气、天然气及以其为组分的气液混合流体。气体钻井的钻进范围扩展到储层段，氮气钻井技术在储层段的应用能够避免液相介质侵入储层裂缝孔隙造成的水锁损害，成为发现和保护油气层的最佳方法。

氮气钻井钻达目的层后，在有气显示的情况下进行完井作业时，由于采用常规的钻机作业无法对管串下入过程中的井筒实施有效密封，目前通常的做法一是将钻机更换为不压井作业机，通过配合使用钢丝桥塞或堵塞器进行完井作业，该方法工艺程序较为繁琐，而且将钻机更换为不压井作业机的换装作业周期较长；二是替入压井液重建压力平衡后再进行完井作业，该方法井控风险大幅减小，但钻井液替入后对储层造成伤害，影响后期生产作业。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种气井带压完井工艺方法，采用本方法，气体钻井钻达目的层后不需要替浆和更换不压井作业机，直接进入完井投产作业，保障了带压下完井管串作业安全的同时，缩短了试气作业周期，而且还能够最大限度地减少对地层的污染，保护储层。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺四个部分。

所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，包括如下步骤：

第一步组合吹扫管串，下管串至四孔引锥到全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板；

第三步下放管串至四孔引锥到油管头位置；

第四步用氮气进行吹扫10-15min；

第五步停气，上提管串至四孔引锥出全封闸板防喷器；

第六步关全封闸板、倒出吹扫管串。

所述的在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺具体是：在管柱自重小于井筒内上顶力时，选择下入完井管串一；在管柱自重大于井筒内上顶力时，选择下入完井管串二，井筒内上顶力计算方法为套压*下入管串最大截面积，管柱自重=管柱长度*每米自重；其步骤如下：

第一步当管柱自重低于井筒内上顶力时，组合下入完井管串一，下管串至定压接头至全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板，继续下完井管串；

第三步当根油管下完后，坐卡，关闭半封闸板防喷器；

第四步卸扣，接油管，开半封闸板，下入当根油管；

第五步重复第三步和第四步进行油管下入作业；

第六步当管柱自重大于井筒内上顶力时，使半封闸板防喷器保持常开状态；

第七步组合下入完井管串二，下入当根油管；

第八步重复第七步进行油管下入作业。

所述的油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，包括如下步骤：

第一步油管下入到预定井深，关环形防喷器；

第二步上提油管，提出旋转防喷器；

第三步更换坐封管串，下管串至管柱悬挂器到达环形防喷器位置；

第四步安装旋转防喷器，开环形防喷器；

第五步下放坐封管串至管柱悬挂器坐在油管头内，上顶丝；

第六步拆旋转防喷器，倒出钻杆；

第七步拆井口防喷器组，装采油树。

所述的完井投产工艺，注氮气蹩通定压接头，沟通完井管串与井内流体，达到投产的目的。

所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，其使用的吹扫管串由四孔引锥、斜坡钻杆和方钻杆组成，四孔引锥、斜坡钻杆和方钻杆顺序连接。

所述的下入完井管串一由筛管、定压接头、油管、钻杆、方钻杆顺序连接组成，下入完井管串二由筛管、定压接头、油管、吊环顺序连接组成。

所述的油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，其使用的坐封管串由筛管、定压接头、油管、管柱悬挂器、钻杆、方钻杆顺序连接组成。

所述的完井投产工艺，包括如下步骤：

第一步连接注气蹩压管线；

第二步注氮气，蹩压至5MPa，注气压力由5MPa至0.5MPa，表明此时定压销钉剪断，定压接头内堵塞体落入筛管，完井管串与井内流体连通；

第三步拆管线，结束作业。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、采用本发明所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺组成的气井带压完井工艺方法，不需要替入压井液或更换不压井作业机，直接进入完井投产作业，保障了带压下完井管串作业安全的同时，缩短了试气作业周期，而且还能够最大限度地减少对地层的污染，保护储层。

2、本发明降低了带压下完井管串的施工风险，避免了替入工作液对储层的伤害，延长了气井生产周期。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为吹扫管串结构示意图；

图2为为完井下入管串一结构示意图；

图3为完井下入管串二结构示意图；

图4为坐封管串结构示意图。

图中标记：

1、吊环；2、方钻杆；3、钻杆；4、管柱悬挂器；5、油管；6、定压接头；7、筛管；8、四孔引锥。

具体实施方式

实施例1

作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺四个部分。

实施例2

作为本发明的最佳实施方式，其公开了一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺四个部分，其中：

所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，其使用的吹扫管串由四孔引锥、斜坡钻杆和方钻杆（顶驱）组成。包括如下步骤：

第一步组合吹扫管串，下管串至四孔引锥到全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板；

第三步下放管串至四孔引锥到油管头位置；

第四步用氮气进行吹扫10-15min；

第五步停气，上提管串至四孔引锥出全封闸板防喷器；

第六步关全封闸板、倒出吹扫管串。

所述的在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺，即：在管柱自重小于井筒内上顶力时，选择下入完井管串一；在管柱自重大于井筒内上顶力时，选择下入完井管串二。井筒内上顶力计算方法为套压*下入管串最大截面积，管柱自重=管柱长度*每米自重。下入完井管串一由筛管、定压接头、油管、钻杆、方钻杆（顶驱）组成，下入完井管串二由筛管、定压接头、油管、吊环组成。包括如下步骤：

第一步当管柱自重低于井筒内上顶力时，组合下入完井管串一，下管串至定压接头至全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板，继续下完井管串；

第三步当根油管下完后，坐卡，关闭半封闸板防喷器，

第四步卸扣，接油管，开半封闸板，下入当根油管；

第五步重复第三步和第四步进行油管下入作业；

第六步当管柱自重大于井筒内上顶力时，使半封闸板防喷器保持常开状态；

第七步组合下入完井管串二，下入当根油管；

第八步重复第七步进行油管下入作业；

所述的油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，其使用的坐封管串由筛管、定压接头、油管、管柱悬挂器、钻杆、方钻杆组成。包括如下步骤：

第一步油管下入到预定井深，关环形防喷器；

第二步上提油管，提出旋转防喷器；

第三步更换坐封管串，下管串至管柱悬挂器到达环形防喷器位置；

第四步安装旋转防喷器，开环形防喷器；

第五步下放坐封管串至管柱悬挂器坐在油管头内，上顶丝；

第六步拆旋转防喷器，倒出钻杆；

第七步拆井口防喷器组，装采油树。

所述的完井投产工艺，即注氮气蹩通定压接头，沟通完井管串与井内流体，达到投产的目的。包括如下步骤：

第一步连接注气蹩压管线；

第二步注氮气，蹩压至5MPa左右，注气压力由5MPa↘0.5MPa，表明此时定压销钉剪断，定压接头内堵塞体落入筛管，完井管串与井内流体连通；

第三步拆管线，结束作业。

实施例3

作为本发明的具体应用实施方式，某井采用氮气钻井钻至目的层后，气井套压1MPa，准备下入73mm油管，该油管自重为93.4N/m，钻机使用的方钻杆。

参照说明书附图，作为本发明的最佳实施方式，其包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺，其中：

油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，其使用的吹扫管串由四孔引锥8、斜坡钻杆3和方钻杆2组成。包括如下步骤：

第一步组合吹扫管串，下管串至四孔引锥8到全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板；

第三步下放管串至四孔引锥8到油管头位置；

第四步用氮气进行吹扫12min；

第五步停气，上提管串至四孔引锥8出全封闸板防喷器；

第六步关全封闸板、倒出吹扫管串。

在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺，即：在管柱自重小于井筒内上顶力时，选择下入完井管串一；在管柱自重大于井筒内上顶力时，选择下入完井管串二。本实例中：井筒内上顶力=10⁶N/m²*3.14*0.073m*0.073m/4=4183N,73mm油管自重93.4N/m，据此计算得到平衡上顶力需要的油管长度为44.8m，现场使用的油管规格为9m/根，因此在该种工况情况下，下入5根油管后，油管自重便可以平衡井筒内上顶力。

具体包括如下步骤：

第一步下入第1-5根油管时，组合由筛管7、定压接头6、油管5、钻杆3、方钻杆2组成的下入完井管串，下管串至定压接头6至全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板，继续下完井管串；

第三步当根油管下完后，坐卡，关闭半封闸板防喷器，

第四步卸扣，接油管，开半封闸板，下入当根油管；

第五步重复第三步和第四步进行油管下入作业；

第六步下入第6根到预定井深的油管时，使半封闸板防喷器保持常开状态；

第七步组合由筛管7、定压接头6、油管5、吊环1组成的下入完井管串，下入当根油管；

第八步重复第七步进行油管下入作业。

油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，其使用的坐封管串由筛管7、定压接头6、油管5、管柱悬挂器4、钻杆3、方钻杆2组成。包括如下步骤：

第一步油管5下入到预定井深，关环形防喷器；

第二步上提油管5，提出旋转防喷器；

第三步更换坐封管串，下管串至管柱悬挂器4到达环形防喷器位置；

第四步安装旋转防喷器，开环形防喷器；

第五步下放坐封管串至管柱悬挂器4坐在油管头内，上顶丝；

第六步拆旋转防喷器，倒出钻杆；

第七步拆井口防喷器组，装采油树。

完井投产工艺，即注氮气蹩通定压接头6，沟通完井管串与井内流体，达到投产的目的。包括如下步骤：

第一步连接注气蹩压管线；

第二步注氮气，蹩压至5MPa左右，注气压力由5MPa↘0.5MPa，表明此时定压销钉剪断，定压接头6内堵塞体落入筛管，完井管串与井内流体连通；

第三步拆管线，结束作业。

Claims (8)

1.一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：包括油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺、在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺、油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺以及完井投产工艺四个部分；所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，包括如下步骤：

第一步组合吹扫管串，下管串至四孔引锥到全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板；

第三步下放管串至四孔引锥到油管头位置；

第四步用氮气进行吹扫10-15min；

第五步停气，上提管串至四孔引锥出全封闸板防喷器；

第六步关全封闸板、倒出吹扫管串。

2.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的在不同的管柱自重和井筒内上顶力关系情况下完井管串组合选择工艺具体是：在管柱自重小于井筒内上顶力时，选择下入完井管串一；在管柱自重大于井筒内上顶力时，选择下入完井管串二；井筒内上顶力计算方法为套压*下入管串最大截面积，管柱自重=管柱长度*每米自重；其步骤如下：

第一步当管柱自重低于井筒内上顶力时，组合下入完井管串一，下管串至定压接头至全封闸板防喷器位置；

第二步开全封闸板，继续下完井管串；

第三步当根油管下完后，坐卡，关闭半封闸板防喷器；

第四步卸扣，接油管，开半封闸板，下入当根油管；

第五步重复第三步和第四步进行油管下入作业；

第六步当管柱自重大于井筒内上顶力时，使半封闸板防喷器保持常开状态；

第七步组合下入完井管串二，下入当根油管；

第八步重复第七步进行油管下入作业。

3.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，包括如下步骤：

第一步油管下入到预定井深，关环形防喷器；

第二步上提油管，提出旋转防喷器；

第三步更换坐封管串，下管串至管柱悬挂器到达环形防喷器位置；

第四步安装旋转防喷器，开环形防喷器；

第五步下放坐封管串至管柱悬挂器坐在油管头内，上顶丝；

第六步拆旋转防喷器，倒出钻杆；

第七步拆井口防喷器组，装采油树。

4.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的完井投产工艺，注氮气蹩通定压接头，沟通完井管串与井内流体，达到投产的目的。

5.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的油管下入前用氮气吹扫全封闸板腔室的工艺，其使用的吹扫管串由四孔引锥、斜坡钻杆和方钻杆组成，四孔引锥、斜坡钻杆和方钻杆顺序连接。

6.根据权利要求2所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的下入完井管串一由筛管、定压接头、油管、钻杆、方钻杆顺序连接组成，下入完井管串二由筛管、定压接头、油管、吊环顺序连接组成。

7.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的油管下到预定位置后的安全换装采油树的工艺，其使用的坐封管串由筛管、定压接头、油管、管柱悬挂器、钻杆、方钻杆顺序连接组成。

8.根据权利要求1所述的一种气井带压完井工艺方法，其特征在于：所述的完井投产工艺，包括如下步骤：

第一步连接注气蹩压管线；

第二步注氮气，蹩压至5MPa，注气压力由5MPa至0.5MPa，表明此时定压销钉剪断，定压接头内堵塞体落入筛管，完井管串与井内流体连通；

第三步拆管线，结束作业。

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