CN109899017B - 一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,该方法具体为先用地面节流管汇控制，保持水泥塞上部井筒存在平衡压力，再用小直径磨鞋或小钻头加载钻压，钻磨水泥塞；钻穿水泥塞时，通过水泥塞上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；通过放喷口放喷泄压，循环井筒；再换用大直径磨鞋清理水泥塞，直至水泥塞被全部钻除。本发明解决了传统钻磨井口或者浅井段水泥塞存在较高井控风险的难题，该方法便于现场施工人员掌握和操作，有利于提高修井作业水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种施工方法，特别涉及一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法。属于油气田修井领域。
背景技术
欠平衡水泥塞主要是指水泥塞在井口或者井筒较浅位置，水泥塞下部可能存在圈闭压力，且压力大于水泥塞上部的液柱压力。现有的钻磨措施主要是采用传统的油管（或钻杆）钻磨工艺，存在较高的井控风险，已经不能满足现场施工需要，
主要体现在：
（1）传统油管钻磨的管串结构通常是采用油管（或钻杆）+螺杆钻+磨鞋或三牙轮，或者采用井口动力（转盘、动力水龙头）+油管（或钻杆）+磨鞋或三牙轮，因井口水泥塞位置较浅，加钻压困难，施工效率低；
（2）水泥塞本身就是封堵储层的目的，经过长期聚积，可能存在较高的圈闭压力，井口或者较浅位置的水泥塞处于欠平衡状态，传统钻磨工艺无法进行井口平衡压力控制，钻穿水泥塞时存在井筒内聚集天然气瞬间释放，钻具上顶喷出，甚至井喷的风险。
在目前的安全环保要求下，需要开发一种新的欠平衡水泥塞钻磨工艺。满足施工安全需要，且现场人员易于掌握和操作。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法；该方法是一种能够实现水泥塞上部保持平衡压力的连续油管带压钻磨作业施工方法，本发明解决了传统钻磨井口或者浅井段水泥塞存在较高井控风险的难题，该方法便于现场施工人员掌握和操作，有利于提高修井作业水平。本发明这种采用连续油管安全钻磨井筒内欠平衡水泥塞的新工艺，适合于欠平衡情况下井筒内水泥塞安全快速处理。
本发明的技术方案是：一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,该方法具体为先用地面节流管汇控制，保持水泥塞上部井筒存在平衡压力，再用小直径磨鞋或小钻头加载钻压，钻磨水泥塞；钻穿水泥塞时，通过水泥塞上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；通过放喷口放喷泄压，循环井筒；再换用大直径磨鞋清理水泥塞，直至水泥塞被全部钻除。
所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,具体包括如下步骤：
步骤1）：安装并检查连续油管设备及地面节流管汇，并将连续油管设备的放喷管通过井口大四通与地面节流管汇连接，在井筒上部套放安装抗震压力表；连续油管设备的连续油管与带小直径磨鞋的工具管串串接，并入井；
步骤2）：带小直径磨鞋的工具管串探至水泥塞面位置；
步骤3）：上提带小直径磨鞋的工具管串至水泥塞面以上，开启连续油管设备的泵进行循环，使泵注排量提至额定排量，返液正常后，通过调整地面节流管汇的针阀或油嘴，控制井筒口的套放平衡压力P套；通过水泥塞上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；
步骤4）：保持排量不变，控制带小直径磨鞋的工具管串下放速度，下放至水泥塞面，加压，开始钻磨水泥塞；加压时，以工具管串的自身悬重为主要方式，当水泥塞在井口位置时，工具管串的悬重默认为0，只能采用连续油管设备的注入头加载钻压；其余井筒内水泥塞有一定深度情况下，不用注入头加载，仍靠工具管串的自身重量下放加压；
步骤5）：保持泵注排量，保持步骤4）的钻压直至钻穿水泥塞；
步骤6）：钻穿水泥塞后，通过放喷口放喷泄压，保持泵注排量；继续边泵注边下入带小直径磨鞋的工具管串至下一个水泥塞面或者储层射孔段以上20m处，循环压井合格；
步骤7）：压井合格后，停泵，若有多个水泥塞，则继续对水泥塞全部钻磨开孔泄压，重复步骤2）—步骤6），直至井筒内水泥塞全部钻穿；
步骤8）：更换带大直径磨鞋的工具管串，开启泵注，保持稳定的排量，下带大直径磨鞋的工具管串至钻穿的水泥塞面，开始钻磨水泥塞；直至水泥塞完全钻除；
步骤9）：若有多个钻穿的水泥塞，则继续边泵注边下放带大直径磨鞋的工具管串至下一个钻穿的水泥塞面，开始钻磨，直至井筒内水泥塞完全钻除。
所述带小直径磨鞋的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和小直径磨鞋自上而下连接组成；所述的小直径磨鞋的直径为Φ55-95mm。
所述带大直径磨鞋的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和大直径磨鞋自上而下连接组成；所述的大直径磨鞋的直径为Φ115-150mm。
所述马达头总成由双瓣式单向阀和液压丢手组成。
所述步骤2）带小直径磨鞋的工具管串探至水泥塞面位置是依据连续油管注入头向下输送连续油管时，所遇阻力的变化，来判断是否触及水泥塞。
所述步骤3）控制井筒口的套放平衡压力P套,使套放平衡压力P套≥井筒圈闭压力P地-液柱压力P液。
所述连续油管的初始段必须校直2米以上，保证工具管串钻磨时居中。
所述钻磨时给水泥塞面加载钻压的吨位在0.5-3吨之间。
所述步骤8）更换带大直径磨鞋的工具管串清理水泥塞时，不需要控制套放平衡压力P套
本发明的有益效果：本发明的方法为井口水泥塞的钻除提供了新的安全高效的施工方法。该方法基于连续油管可实现带压钻磨，选用不同尺寸的工具串，对水泥塞先小直径磨鞋开孔泄压，再用大直径磨鞋钻除，同时通过地面节流管汇的针阀或油嘴控制，保持水泥塞面上部平衡压力，为井筒内欠平衡水泥塞钻除，以达到管柱防顶、防止井喷，水泥塞钻穿后安全泄压的目的；同时可大幅度提高作业效率和工艺安全水平。
附图说明
下面结合实施例及说明书附图对本发明进一步说明：
图1是本发明小直径磨鞋开孔泄压；
图2是本发明大直径磨鞋完全钻除；
图中，1、动力源；2、注入头；3、井口大四通；4、工具管串；5、小直径磨鞋；6、储层射孔段；7、井筒；8、水泥塞；9、大直径磨鞋；10、地面节流管汇；11、放喷口。
具体实施方式
实施例1
一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,该方法具体为先用地面节流管汇10控制，保持水泥塞上部井筒7存在平衡压力，再用小直径磨鞋5或小钻头加载钻压，钻磨水泥塞8；钻穿水泥塞8时，通过水泥塞8上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；通过放喷口11放喷泄压，循环井筒；再换用大直径磨鞋9清理水泥塞，直至水泥塞被全部钻除。
实施例2
如图1所示，一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,具体包括如下步骤：
步骤1）：安装并检查连续油管设备及地面节流管汇10，并将连续油管设备的放喷管通过井口大四通3与地面节流管汇连接，在井筒7上部套放安装抗震压力表；连续油管设备的连续油管与带小直径磨鞋5的工具管串串接，并入井；
步骤2）：带小直径磨鞋5的工具管串探至水泥塞面位置；所述带小直径磨鞋5的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和小直径磨鞋5自上而下连接组成；所述的小直径磨鞋5的直径为Φ55-95mm；
步骤3）：上提带小直径磨鞋的工具管串至水泥塞面以上，开启连续油管设备的泵进行循环，使泵注排量提至额定排量，返液正常后，通过调整地面节流管汇的针阀或油嘴，控制井筒口的套放平衡压力P套；通过水泥塞8上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；
步骤4）：保持排量不变，控制带小直径磨鞋的工具管串下放速度，下放至水泥塞面，加压，开始钻磨水泥塞8；加压时，以工具管串的自身悬重为主要方式，当水泥塞在井口位置时，工具管串的悬重默认为0，只能采用连续油管设备的注入头2加载钻压；其余井筒内水泥塞有一定深度情况下，不用注入头加载，仍靠工具管串的自身重量下放加压；
步骤5）：保持泵注排量，保持步骤4）的钻压直至钻穿水泥塞8；
步骤6）：钻穿水泥塞后，通过放喷口11放喷泄压，保持泵注排量；继续边泵注边下入带小直径磨鞋的工具管串至下一个水泥塞面或者储层射孔段6以上20m处，循环压井合格；
步骤7）：压井合格后，停泵，若有多个水泥塞，则继续对水泥塞全部钻磨开孔泄压，重复步骤2）—步骤6），直至井筒内水泥塞全部钻穿；
如图2所示，步骤8）：更换带大直径磨鞋的工具管串，开启泵注，保持稳定的排量，下带大直径磨鞋的工具管串至钻穿的水泥塞面，开始钻磨水泥塞；直至水泥塞完全钻除；所述带大直径磨鞋的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和大直径磨鞋9自上而下连接组成；所述的大直径磨鞋9的直径为Φ115-150mm。
步骤9）：若有多个钻穿的水泥塞，则继续边泵注边下放带大直径磨鞋的工具管串至下一个钻穿的水泥塞面，开始钻磨，直至井筒内水泥塞完全钻除。
所述马达头总成由双瓣式单向阀和液压丢手组成，属于现有技术，这里就不做详细描述。
所述步骤2）带小直径磨鞋5的工具管串探至水泥塞面位置是依据连续油管注入头2向下输送连续油管时，所遇阻力的变化，来判断是否触及水泥塞。
所述步骤3）控制井筒口的套放平衡压力P套,使套放平衡压力P套≥井筒圈闭压力P地-液柱压力P液。
实施例3
在实施例2的基础上，所述连续油管的初始段必须校直2米以上，保证工具管串钻磨时居中。所述步骤8）更换带大直径磨鞋的工具管串清理水泥塞时，不需要控制套放平衡压力P套。
所述连续油管设备主要包括动力源1、注入头2、防喷器、连接油管、放喷管等，连接油管穿过井筒7上的井口大四通3与工具管串4的连接油管接头连接，工具管串4为带小直径磨鞋的工具管串或带大直径磨鞋的工具管串。防喷器与地面节流管汇10进行连接；动力源1包括柴油机、泵、油箱及控制系统；连续油管设备、地面节流管汇10和动力源1均属于现有技术，这里就不做详细描述。
实施例4
本实施例采用上述实施例的方法对长庆油田的一口气井老井进行了井口水泥塞和储层上部悬空水泥塞钻磨作业。该井为1998年一口预探井，井筒为7″套管，射孔井段2408-2410m，试气测得日产气690m3，在1008m处打悬空水泥塞封堵储层，井口打2m水泥塞完井。该井需重新封堵储层进行隐患治理，首先要钻除井筒内两个水泥塞。该井原始地层压力13.3MPa，地层压力系数0.55。
组配工具：Φ50.8mm连续油管+Φ50.8mm连续油管接头+Φ73mm马达头总成（Φ73mm双瓣式单向阀+Φ73mm液压丢手）+ Φ73mm螺杆马达 +Φ95mm磨鞋。地面调试马达运行正常。
下入工具串，探井口水泥塞面在1.8m处，上提0.5m，泵注排量300-400L/min,泵压15.2 MPa,井口套放压力12.1MPa，通过地面流程闸阀控制，调整井口套放压力在16MPa（大于地层原始压力13.3MPa）。缓慢下放管柱，至塞面加压0.5-2t，保持排量不变，控制管柱下放速度，开始钻磨。
钻磨进尺1m，钻压降至0，水泥塞钻穿，无上顶现象，出口不返水，未检测到可燃气体。继续下管柱至970m处，无遇阻现象。用压井液40方循环井筒，返出36方，套放出口返水，未检出到可燃气体。
缓慢下放管柱，探水泥塞面991m，上提2m，泵注排量400-450L/min,泵压17.3MPa，井口压力13.4MPa，地面流程闸阀控制，井口压力在16MPa左右。至塞面加压1-2t，钻磨至1026m，进尺35m。钻通瞬间泵压降至12.3MPa，套放出口停止返水，继续下放20m，无遇阻，开泵循环10m3压井液，仍无返出，出口点火燃，火焰长2-0.5m（持续5min）。继续下放管柱至2420m，循环井筒70方，返出25方，压井合格，继续放喷观察30min，无异常，起出管柱。
更换磨鞋，组配工具：Φ50.8mm连续油管+Φ50.8mm连续油管接头+Φ73mm马达头总成（Φ73mm双瓣式单向阀+Φ73mm液压丢手）+ Φ100mm螺杆马达 +Φ152mm磨鞋。地面调试马达运行正常。
缓慢下放管柱，泵注排量400-450L/min,泵压10.2MPa，至1.8m处塞面加压1-2t，钻磨进尺1m，钻压降至0，水泥塞钻完，返出有水泥碎屑，未检测到可燃气体。
继续下放管柱至水泥塞面991m，加压1-2t，泵注排量400-450L/min,泵压8MPa，进尺35m（991-1026m），完全钻除水泥。
本发明使水泥塞上部实现带压钻磨，结合连续油管可以带压钻磨的优势，在地面控制井口平衡压力，使井口回压可控，保持平衡压力，先用小直径磨鞋对水泥塞开孔泄压，再用大直径磨鞋完全钻除水泥塞的施工方法，以达到管柱防顶、防止井喷，水泥塞钻穿后安全泄压的目的。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (9)
1.一种连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是:该方法具体为先用地面节流管汇（10）控制，保持水泥塞上部井筒（7）存在平衡压力，再用小直径磨鞋（5）加载钻压，钻磨水泥塞（8）；钻穿水泥塞（8）时，通过水泥塞（8）上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；通过放喷口（11）放喷泄压，循环井筒；再换用大直径磨鞋（9）清理水泥塞，直至水泥塞被全部钻除；
具体包括如下步骤：
步骤1）：安装并检查连续油管设备及地面节流管汇（10），并将连续油管设备的放喷管通过井口大四通（3）与地面节流管汇连接，在井筒（7）上部套放安装抗震压力表；连续油管设备的连续油管与带小直径磨鞋（5）的工具管串串接，并入井；
步骤2）：带小直径磨鞋（5）的工具管串探至水泥塞面位置；
步骤3）：上提带小直径磨鞋的工具管串至水泥塞面以上，开启连续油管设备的泵进行循环，使泵注排量提至额定排量，返液正常后，通过调整地面节流管汇的针阀或油嘴，控制井筒口的套放平衡压力P套；通过水泥塞（8）上部的套放平衡压力P套和液柱压力P液来平衡水泥塞下部的井筒圈闭压力P地；
步骤4）：保持排量不变，控制带小直径磨鞋的工具管串下放速度，下放至水泥塞面，加压，开始钻磨水泥塞（8）；加压时，以工具管串的自身悬重为主要方式，当水泥塞在井口位置时，工具管串的悬重默认为0，只能采用连续油管设备的注入头（2）加载钻压；其余井筒内水泥塞有一定深度情况下，不用注入头加载，仍靠工具管串的自身重量下放加压；
步骤5）：保持泵注排量，保持步骤4）的钻压直至钻穿水泥塞（8）；
步骤6）：钻穿水泥塞后，通过放喷口（11）放喷泄压，保持泵注排量；继续边泵注边下入带小直径磨鞋的工具管串至下一个水泥塞面或者储层射孔段（6）以上20m处，循环压井合格；
步骤7）：压井合格后，停泵，若有多个水泥塞，则继续对水泥塞全部钻磨开孔泄压，重复步骤2）—步骤6），直至井筒内水泥塞全部钻穿；
步骤8）：更换带大直径磨鞋的工具管串，开启泵注，保持稳定的排量，下带大直径磨鞋的工具管串至钻穿的水泥塞面，开始钻磨水泥塞；直至水泥塞完全钻除；
步骤9）：若有多个钻穿的水泥塞，则继续边泵注边下放带大直径磨鞋的工具管串至下一个钻穿的水泥塞面，开始钻磨，直至井筒内水泥塞完全钻除。
2.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述带小直径磨鞋（5）的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和小直径磨鞋（5）自上而下连接组成；所述的小直径磨鞋（5）的直径为Φ55-95mm。
3.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述带大直径磨鞋（9）的工具管串由连续油管接头、马达头总成、螺杆马达和大直径磨鞋（9）自上而下连接组成；所述的大直径磨鞋（9）的直径为Φ115-150mm。
4.根据权利要求2或3所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述马达头总成由双瓣式单向阀和液压丢手组成。
5.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述步骤2）带小直径磨鞋（5）的工具管串探至水泥塞面位置是依据连续油管注入头（2）向下输送连续油管时，所遇阻力的变化，来判断是否触及水泥塞。
6.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述步骤3）控制井筒口的套放平衡压力P套,使套放平衡压力P套≥井筒圈闭压力P地-液柱压力P液。
7.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述连续油管的初始段必须校直2米以上，保证工具管串钻磨时居中。
8.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述钻磨时给水泥塞面加载钻压的吨位在0.5-3吨之间。
9.根据权利要求1所述的连续油管钻磨欠平衡水泥塞作业施工方法,其特征是: 所述步骤8）更换带大直径磨鞋的工具管串清理水泥塞时，不需要控制套放平衡压力P套。
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| 四川油气田油气井钻开产层暂闭水泥塞施工风险及控制措施;潘勇;《石化技术》;20170728(第7期);第296页 * |
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