CN110469281A - 一种气密封完井方法及其完井管柱和应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明保护了一种气密封完井方法及其完井管柱和应用方法，气密封完井管柱，由普通油管、坐封球座、封隔器、第一气密封扣、连续油管、第二气密封扣、萝卜头自下至上依次连接组成，萝卜头坐落于井口注气树底部的法兰盘。与目前的注入井完井方法相比，本方法采用连续油管代替常规油管，油管上无扣连接，实现注入油管一体化，实现完全密封；连续油管韧性更高，避免注气后管柱伸缩损坏封隔器，提高了管柱使用寿命；下入管柱不需要对每个油管扣进行气密封检测，节省检测费用；该方法施工简单，可操作性强，为油气田注气井完井提供了可靠的气密封解决方案。
Description
技术领域
本发明属于油气田开采领域，具体涉及一种气密封完井方法及其完井管柱和应用方法。
背景技术
随着油田的逐步开发，国内大部分油田在经历了自喷、水驱开发阶段之后进入了三采阶段，需要通过注入气、化学剂等驱替开发油气资源。目前注入气体主要有CO2、N2、伴生气等气体，但是注气过程中，如果注入管柱密封不严，注入气体就会泄漏进入环空，通过非气密封套管扣泄漏至套管外或者与井筒流体混合生成酸性介质导致注入井套管腐蚀，后期处理难度极大。因此，注气井完井管柱的密封性是实现安全注气的关键之一。
目前普遍采用气密封扣连接普通油管和底部封隔器完井，环空采用环空保护液的方法实现注入管柱的气密封及套管防腐。
然而，上述方法存在比较明显的问题：
一，入井油管每个丝扣都需要气密封检测，检测费用高，管柱下入速度慢、施工周期长；
二，管柱入井后受拉伸长，油管扣的气密封难以保证；
三，注气之后，管柱内压力上升、注入管柱内膨胀作用下缩短会对底部封隔器产生拉力，容易造成管柱失效。
发明内容
本发明实施方式提供了一种气密封完井方法及其完井管柱和应用方法，其目的一在于解决现有完井采用普通油管密封，密封后的每一个丝扣都需要做气密封检测，检测费用高、管柱写入速度慢和施工周期长的问题；目的二在于解决管柱入井后受拉伸长，油管扣的气密封难以保证的问题；目的三在于解决注气之后，管柱内压力上升、注入管柱内膨胀作用下缩短会对底部封隔器产生拉力，容易造成管柱失效的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种气密封完井方法，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管、坐封球座和封隔器并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管的尾部与封隔器之间，下放连续油管至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管的头部与萝卜头之间，将萝卜头座入注气树底法兰；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
进一步地，气密封完井方法的步骤四所述的萝卜头坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
优选地，气密封完井方法的步骤三和步骤四所述的连续油管的内表面和外表面均涂覆有防腐涂层。
本发明实施方式还提供了一种气密封完井管柱，由油管、坐封球座、封隔器、第一气密封扣、连续油管、第二气密封扣、萝卜头自下至上依次连接组成，所述萝卜头坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
进一步地，所述的第一气密封扣和所述的第二气密封扣的扣型为BGT扣或FOX扣。
优选地，所述的封隔器为Y411封隔器，它的封隔器本体由含Cr合金制成，胶筒由氢化丁晴橡胶制成。
本发明实施方式还提供了一种气密封完井管柱的应用方法，将气密封完井管柱下入目标井内，由气密封完井管柱与目标井的套管之间的环空注入环空保护液，投球至气密封完井管柱的管内，打压坐封所述封隔器，打落所述坐封球座的芯子及球，建立注入介质的注入通道，进行驱替采油。
进一步地，所述的注入介质为易腐蚀、易泄露的具备驱油功能的注入气体。
优选地，所述的注入气体为CO2、N2、伴生气中的任一种。
进一步地，所述的环空保护液为密度为0.60g/cm3～0.85g/cm3的低密度环空保护液。
本发明的有益效果如下：
第一，采用连续油管代替常规油管，常规油管有若干个连接口，而连续油管只需2个连接口即可，因此本发明的完井管柱减少了数百个连接扣（即泄漏风险点），使得入井油管实现绝对意义上的完全密封，极大降低了完井管柱的泄漏风险。
第二，与常规油管完井每下1根油管都需要对连接扣进行气密封检测相比，该方法不需要气密封检测，预计单井节约检测费用80万元左右（以3000m油管计算）。
第三，该方法实现了完井管柱的连续下入，缩短了施工时间，降低了因底部封隔器胶筒长时间浸泡在井筒复杂流体中而引发的提前坐封、失效等风险。
第四，由于连续油管良好的韧性，注气过程中管柱伸缩产生的拉力较弱，对封隔器影响小，能够实现长期坐封、显著提高完井管柱的有效期。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1是气密封完井方法的流程示意图。
图2是气密封完井管柱的结构示意图。
附图标记说明：
1.油管；2.坐封球座；3.封隔器；4.连续油管；5.萝卜头；6.注气树底法兰；7.套管。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的气密封完井管柱的上、下、左、右。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
第一实施方式
本发明的第一实施方式涉及一种气密封完井方法，参照图1，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管1（普通油管）、坐封球座2和封隔器3并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管4的尾部与封隔器3之间，下放连续油管4至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管4的头部与萝卜头5（管柱悬挂器）之间，将萝卜头5座入注气树底法兰6；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
具体地说，油气井油气田注入井选定之后，完成工程测井、通井、刮削等井筒处理过程，准备好井筒之后采用本方法完井。
首先，按照附图2的结构确认完井管柱连接顺序，具体顺序为：常规油管1+坐封球座2+Y441封隔器3+连续油管4+萝卜头5，依次连接并且下入常规油管1+坐封球座2+Y441封隔器3；
然后，清洗Y441封隔器3上端与连续油管4下端之间的气密封扣，按照气密封扭矩要求将Y441封隔器3与连续油管4连接到位，之后连续下入连续油管4，清洗连续油管4及萝卜头5气密封连接扣，按照气密封扭矩要求将连续油管4与萝卜头5连接，将萝卜头5座入底法兰、坐上注气树完成管柱下入过程（如图2所示）；
最后，从环空注入低密度环空保护液，油管投球坐落于坐封球座2，通过油管打压坐封Y441封隔器3、将坐封球座2的芯子及球打落，从而建立注气通道，即可正常注气（如图2所示）。
在本实施方式中，以连续油管替代传统的常规油管，利用连续油管的高韧性降低管柱伸缩对封隔器的影响，达到提高注入管柱气密封性能、降低成本、延长完井管柱有效期的目的，进而实现注入管柱一体化及完全密封。
特别地，萝卜头即管柱悬挂器，用在井口上与下部管柱连接，用以悬挂井内管柱用的，由于其外观是个圆锥形，所以现场工人常称它为萝卜头，在油井上使用比较普遍，如公开号为CN104612612B和CN203420693U的授权专利。
需要说明的是，本是实施方式中仅需要两个气密封扣，在现场连接管柱时，可以选择两个新的气密封扣，新的气密封扣具有良好的气密封性能，可以不作气密封检测，相比常规油管气密封完井需用数百个气密封扣，本实施方式的单井节约检测费用80万元左右（以3000m油管计算），且由于气密封扣的减少，使得入井油管实现绝对意义上的完全密封，极大降低了完井管柱的泄漏风险；此外，由于连续油管良好的韧性，注气过程中管柱伸缩产生的拉力较弱，对封隔器影响小，能够实现长期坐封、显著提高完井管柱的有效期。
第二实施方式
本发明的第二实施方式涉及一种气密封完井方法，参照图1，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管1、坐封球座2和封隔器3并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管4的尾部与封隔器3之间，下放连续油管4至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管4的头部与萝卜头5之间，将萝卜头5座入注气树底法兰6，萝卜头5坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头5与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
本实施方式与第一实施方式不同的是，在使用连续油管替代常规油管，减少气密封扣的使用数量的同时，本实施方式在萝卜头与注气树的底部法兰之间采取了密封措施，具体地，在萝卜头5与注气树法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件，金属密封圈和橡胶密封件相互结合确保井口处的密封性，使得完井管柱实现绝对意义上的完全密封。
第三实施方式
本发明的第三实施方式涉及一种气密封完井方法，参照图1，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管1、坐封球座2和封隔器3并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管4的尾部与封隔器3之间，下放连续油管4至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管4的头部与萝卜头5之间，将萝卜头5座入注气树底法兰6；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
进一步地，步骤三和步骤四所述的连续油管4的内表面和外表面均涂覆有防腐涂层。
具体地，在现场实际应用完井管柱时，需要向完井管柱内注入易腐蚀、易泄漏的具备驱油效果的注入介质。注气驱替的过程中，注入介质与连续油管的内表面大面积直接接触，极易腐蚀连续油管，为了保护连续油管的内表面不被腐蚀，延长其使用寿命，本实施方式在连续油管的内表面涂覆了防腐层，防腐层将易腐蚀的注入介质与连续油管的内表面隔离，避免了连续油管的内表面与注入介质的直接接触，进而保护连续油管不被腐蚀。
另外，在现场实际应用完井管柱时，需要向油套环空内注入环空保护液，其作用是减少套管头或封隔器承受的油藏压力，降低油管与环空之间的压差，拟制油管和套管的腐蚀，可以看出，虽然环空保护液具有防腐蚀性能，但并不能完全做到0腐蚀，因此环空保护液仍然具有一定的腐蚀性，特别是长时间的与连续油管外表面接触后，连续油管外表面必然受到腐蚀，为了保护连续油管的外表面不被腐蚀，延长其使用寿命，本实施方式在连续油管的外表面涂覆了防腐层，防腐层将环空保护液与连续油管的外表面隔离，避免了连续油管的外表面与环空保护液的直接接触，进而保护连续油管不被腐蚀。
第四实施方式
本实施方式提供了一种气密封完井管柱，参照图2，它是由油管1、坐封球座2、封隔器3、第一气密封扣、连续油管4、第二气密封扣、萝卜头5自下至上依次连接组成，所述萝卜头5坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头5与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
相比传统的完井管柱需要若干个气密封扣连接若干个油管节，每一个气密封扣都需要进行气密封检测，本实施方式只需要一根连续油管4，如图2所示，连续油管4中间没有气密封扣，也不需要气密封检测，节省了检测费用。
连续油管4的上下端分别连接一个气密封扣用于连接封隔器3或萝卜头5，在现场连接完井管柱时，只需检测这两个气密封扣的气密封性能即可，或者选择新的气密封扣，无需检测气密封性，直接旋接于连续油管4的上下端，降低了检测成本，提高了完井管柱的其密封性能，延长了完井管柱的有效期。
第五实施方式
本实施方式提供了一种气密封完井管柱，参照图2，它是由油管1、坐封球座2、封隔器3、第一气密封扣、连续油管4、第二气密封扣、萝卜头5自下至上依次连接组成，所述萝卜头5坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头5与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
具体地说，所述的第一气密封扣和所述的第二气密封扣的扣型为BGT扣或FOX扣，本实施方式仅是列举出了最佳的选择，可以根据注入的介质类型及密封要求选定气密封扣的扣型。
作为进一步地优选，所述的封隔器3为Y411封隔器，它的封隔器本体由含Cr合金制成，胶筒由氢化丁晴橡胶制成，进一步地，可以选择满足防腐及良好气密封要求的专用封隔器。
在本实施方式中，连续油管4具有良好的韧性，注气过程中管柱伸缩产生的拉力较弱，对封隔器影响小，能够实现长期坐封、显著提高完井管柱的有效期。
第六实施方式
本实施方式提供了一种气密封完井管柱的应用方法，具体包括：将气密封完井管柱下入目标井内，由气密封完井管柱与目标井的套管7之间的环空注入环空保护液，投球至气密封完井管柱的管内，打压坐封所述封隔器3，打落所述坐封球座2的芯子及球，建立注入介质的注入通道，进行驱替采油。
气密封完井管柱的作用是：注气驱替采用，从环空注入环空保护液，油管投球坐落于坐封球座2，通过油管打压坐封Y441封隔器3、将坐封球座2的芯子及球打落，从而建立注气通道，即可正常注气。
第七实施方式
本实施方式提供了一种气密封完井管柱的应用方法，具体包括：将气密封完井管柱下入目标井内，由气密封完井管柱与目标井的套管7之间的环空注入环空保护液，投球至气密封完井管柱的管内，打压坐封所述封隔器3，打落所述坐封球座2的芯子及球，建立注入介质的注入通道，进行驱替采油。
具体地，注入介质为易腐蚀、易泄露的具备驱油功能的注入气体，如注入气体为CO2、N2、伴生气。
需要说明的是，高密度的环空保护液会造成完井管柱承受高压力，进而导致管柱拉伸，甚至造成管柱失效，为了避免以上问题的发生，优选地，本实施方式中的环空保护液为低密度环空保护液（密度为0.60g/cm3～0.85g/cm3）。
第八实施方式
本实施方式保护了一种气密封完井方法，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管1、坐封球座2和封隔器3并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管4的尾部与封隔器3之间，下放连续油管4至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管4的头部与萝卜头5之间，将萝卜头5座入注气树底法兰6，萝卜头5坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头5与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
以上步骤中，所述的连续油管4的内表面和外表面均涂覆有防腐涂层。
本实施方式还保护了一种气密封完井管柱，由油管1、坐封球座2、封隔器3、第一气密封扣、连续油管4、第二气密封扣、萝卜头5自下至上依次连接组成，所述萝卜头5坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头5与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
其中，所述的第一气密封扣和所述的第二气密封扣的扣型为BGT扣或FOX扣；封隔器3为Y411封隔器，它的封隔器本体由含Cr合金制成，胶筒由氢化丁晴橡胶制成。
本实施方式还提供了一种气密封完井管柱的应用方法，将气密封完井管柱下入目标井内，由气密封完井管柱与目标井的套管7之间的环空注入低密度环空保护液（密度为0.60g/cm3～0.85g/cm3），投球至气密封完井管柱的管内，打压坐封所述封隔器3，打落所述坐封球座2的芯子及球，建立注入CO2/N2/伴生气的注入通道，进行驱替采油。
综上，本发明保护了一种气密封完井方法及其完井管柱和应用方法，提出了采用连续油管管柱完井的工艺方法，节省了气密封检测费用及时间，确保管柱气密封良好，达到提高注入管柱密封性、保护套管的目的。与目前的注入井完井方法相比，本方法采用连续油管代替常规油管，油管上无扣连接，实现注入油管一体化，实现完全密封；连续油管韧性更高，避免注气后管柱伸缩损坏封隔器，提高了管柱使用寿命；下入管柱不需要对每个油管扣进行气密封检测，节省检测费用；该方法施工简单，可操作性强，为油气田注气井完井提供了可靠的气密封解决方案。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种气密封完井方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，选择油气田注入井作为目标井，对目标井进行工程测井、通井和刮削，完成目标井的井筒处理过程；
步骤二，自下至上依次连接油管（1）、坐封球座（2）和封隔器（3）并下放至目标井内；
步骤三，清洗第一气密封扣，将第一气密封扣连接于连续油管（4）的尾部与封隔器（3）之间，下放连续油管（4）至目标井内；
步骤四，清洗第二气密封扣，将第二气密封扣连接于连续油管（4）的头部与萝卜头（5）之间，将萝卜头（5）座入注气树底法兰（6）；
步骤五，完成目标井的气密封完井。
2.如权利要求1所述的气密封完井方法，其特征在于，步骤四所述的萝卜头（5）坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头（5）与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
3.如权利要求1所述的气密封完井方法，其特征在于，步骤三和步骤四所述的连续油管（4）的内表面和外表面均涂覆有防腐涂层。
4.一种用于如权利要求1～3中任一权利要求所述的气密封完井方法的气密封完井管柱，其特征在于，由油管（1）、坐封球座（2）、封隔器（3）、第一气密封扣、连续油管（4）、第二气密封扣、萝卜头（5）自下至上依次连接组成，所述萝卜头（5）坐落于井口注气树底部的法兰盘，所述萝卜头（5）与所述法兰盘之间设有多重金属密封圈和多重橡胶密封件。
5.如权利要求4所述的气密封完井管柱，其特征在于，所述的第一气密封扣和所述的第二气密封扣的扣型为BGT扣或FOX扣。
6.如权利要求4所述的气密封完井管柱，其特征在于，所述的封隔器（3）为Y411封隔器，它的封隔器本体由含Cr合金制成，胶筒由氢化丁晴橡胶制成。
7.一种气密封完井管柱的应用方法，其特征在于，将气密封完井管柱下入目标井内，由气密封完井管柱与目标井的套管（7）之间的环空注入环空保护液，投球至气密封完井管柱的管内，打压坐封所述封隔器（3），打落所述坐封球座（2）的芯子及球，建立注入介质的注入通道，进行驱替采油。
8.如权利要求7所述的气密封完井管柱的应用方法，其特征在于，所述的注入介质为易腐蚀、易泄露的具备驱油功能的注入气体。
9.如权利要求8所述的气密封完井管柱的应用方法，其特征在于，所述的注入气体为CO2、N2、伴生气中的任一种。
10.如权利要求7所述的气密封完井管柱的应用方法，其特征在于，所述的环空保护液为密度为0.60g/cm3～0.85g/cm3的低密度环空保护液。
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