CN111648740B - 油管堵漏方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油管堵漏方法，属于油气水井安全领域。所述方法包括：确定油管上漏点的位置；用堵塞器坐封油管，所述堵塞器在所述油管的长度方向上位于所述漏点的下方；将堵漏剂从油管内挤注入漏点，并使堵漏剂在挤入漏点的过程中在漏点内凝固；取出堵塞器。本发明通过先用堵塞器坐封油管，堵漏剂从油管内挤入漏点通道将漏点封堵，整个过程不用取出油管，也不改变管柱结构整个堵漏施工操作简单，施工时间只需数天，费用低，风险小。
Description
技术领域
本发明涉及油气水井安全领域，特别涉及一种油管堵漏方法。
背景技术
油管的漏点会导致油管内的腐蚀流体或高压流体进入油管与最内层套管形成的密闭环空，腐蚀或破坏最内层套管和井口装置，所以要将油管的漏点封堵起来。油管连接螺纹密封失效或者油管本体受损位置称为油管的漏点。
现有处理油管的漏点的方法主要是通过修井作业，取出漏点部分的管柱后，更换油管。现有的处理油管的漏点的方法需要投入修井机等大型设备和较多人力物力，施工时间需要数月，费用高，井控及设备操作风险大。
发明内容
本发明实施例提供了一种油管堵漏方法，能在不取出油管的条件下解决油管漏点问题，并且堵漏剂凝固时间短，可节省时间。所述技术方案如下：
本发明提供了一种油管堵漏方法，所述方法包括：
确定油管上漏点的位置；
用堵塞器坐封油管，所述堵塞器在所述油管的长度方向上位于所述漏点的下方；
将连续管下入所述油管直至所述堵塞器上方；
对所述油管和套管之间的密闭环空进行泄压至设定压力值；
通过所述连续管向所述油管注水，直至水充满所述油管；
从所述连续管泵入堵漏剂至所述油管内漏点位置处从所述连续管泵入堵漏剂至所述油管内漏点位置处；
通过控制施工泵压控制所述堵漏剂挤注入所述漏点并形成流动，并且控制所述堵漏剂在挤入所述漏点的过程中的流动压差或剪切速率，使得所述堵漏剂在所述漏点内凝固；
当所述施工泵压突然增大时，停泵，保持所述施工泵压持续设定时间；
取出堵塞器。
可选地，所述确定油管上漏点的位置包括：
采用井温测井找漏点的可疑位置；
采用噪声测井对所述可疑位置进行点测，确定漏点的准确位置。
可选地，所述用堵塞器坐封油管，包括：
采用连续管作业的方式下入堵塞器至所述漏点的下方，并使所述堵塞器坐封在所述油管中。
可选地，所述方法还包括：用所述连续管注入清洗流体，从连续管和油管之间的空间循环出所述油管中的未凝固的堵漏剂。
所述连续管的管口下沿与堵塞器之间在所述油管的长度方向上的距离为1-2m。
可选地，所述设定压力值为0Mpa～10MPa。
可选地，所述漏点与所述堵塞器之间在所述油管的长度方向上的距离为10m-30m。
可选地，所述油管堵漏方法还包括：
确定漏点的大小；
根据漏点大小选择堵漏剂。
可选地，所述根据漏点大小选择堵漏剂，包括：
根据施工泵压确定漏点两侧的施工压差；
根据施工压差和漏点大小选择能够发生凝固的堵漏剂。
可选地，所述根据施工压差和漏点大小选择能够发生凝固的堵漏剂，包括：通过试验的方式选择堵漏剂。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：首先确定漏点的位置，通过在漏点下方用堵塞器坐封油管后，将选择的堵漏剂从油管内挤注入漏点通道，使得所述堵漏剂在漏点内凝固，封堵油管处的漏点然后取出堵塞器。整个堵漏施工不用取出油管，操作简单，施工时间只需数天，费用低，风险小，也不改变管柱结构。并且，由于堵漏剂是通过施工泵压来控制其能够在挤入漏点的过程中发生凝固，无需长时间地等待凝固，耗费时间较少，可以提高作业效率。此外，在相同的施工泵压下，位于油管内的堵漏剂由于流动压差或剪切速率未能达到凝固条件，所以不会发生凝固，有利于后续堵漏剂的清理和取出堵塞器，可以进一步提高作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是图1是本发明实施例提供的漏点被封堵前气井的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的油管堵漏方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种挤注堵漏剂进入漏点通道时气井的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了便于理解本发明实施例，下面先结合图1简单说明本发明实施例的应用场景。图1是本发明实施例提供的漏点被封堵前气井的结构示意图。下面结合图1说明油管存在漏点，漏点被封堵前气井的结构。如图1所示，完井后油管2存在漏点21，油管2内充满天然气，油管2与井筒最内层套管1之间也充满天然气。封隔器3封隔油管2与井筒最内层套管2之间的空间，且封隔器3设于漏点21下方的位置。油管2与井筒最内层套管1之间的环空在井口处设置有阀门4，油管2在井口处与地面管汇(图未示)连接。
漏点21为油管连接螺纹密封失效或者油管本体受损位置。漏点21导致油管内的腐蚀流体或高压流体进入油管与最内层套管1形成的密闭环空，腐蚀或破坏最内层套管1和井口装置。
图2是本发明实施例提供的油管堵漏方法的流程图。如图2所示，本发明实施例提供的方法包括以下步骤：
S1：确定漏点的位置。
在本实施例中，S1步骤为选择堵漏剂提供参考依据，使堵漏更加准确。
在一种可能的实现方式中，可以采用井温和噪声组合测井找到漏点21的位置。
示例性地，该步骤S1包括：
第一步、采用井温测井找漏点21的可疑位置。
其中，井温测井找漏点21的可疑位置通常是通过对比地温梯度和井温曲线来判断。
其中，地温梯度指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增加率，通常用每深100米或1000米的温度增加值来表示，可根据前期的测井数据获得当地的温度梯度。
从油管2下入温度感应器，检测并记录测得的各个深度井内的实际温度，并绘制成温度与深度的关系曲线，得到井温曲线。
当地温梯度与井温曲线对比时，出现温度异常点时，该温度异常点即为可疑的漏点21。其中，温度异常点可以为相同深度在地温梯度中对应的温度与在井温曲线中对应的温度之差超过阈值时对应的点。
第二步、采用噪声测井对可疑位置进行点测，确定漏点21的准确位置。
从油管2下入噪声测井仪，检测并记录测得的各个深度井内的噪声频率，并绘制成噪声频率与深度的关系曲线。通过噪声频率特征来判断流体的流动位置和流体类型。设备的噪声频率一般在200Hz以内。漏点处的流体泄漏会产生高于200Hz左右频率的噪声，例如漏点处的气体刺漏会产生1000Hz左右频率的噪声，漏点21处的气液两相流体刺漏会产生200Hz-600Hz频率的噪声。所以可以根据对噪声测井曲线的分析解释，得到漏点21的准确位置。
S2：确定漏点大小，根据漏点大小选择堵漏剂。
通过步骤S2可以选择合适的堵漏剂为后续的堵漏作业准备材料。
实现时，可以通过气体的泄露速率计算漏点的大小。例如，可以采用《钻采工艺》2015年第38卷第3期《基于积分原理的气井油套环空泄漏面积和泄漏速率技术算方法研究》中计算泄漏面积的方式来计算漏点的大小。
根据漏点大小选择堵漏剂，可以包括：根据施工泵压确定漏点两侧的施工压差；根据施工压差和漏点大小选择能够发生凝固的堵漏剂。这里，漏点大小可以采用漏点的当量直径表示，根据漏点的当量直径选择在施工压差下能在漏点通道发生凝固的堵漏剂，漏点通道指油管的漏点处从油管内向环空可使流体通过的通道。根据漏点的当量直径选择堵漏剂可使堵漏剂能够更好地堵住漏点。
其中，施工泵压为泵入液体到油管内的压力，例如前序连续管中的压力，可以在地面采用压力计测得。
在本发明实施例中，堵漏剂需满足在设定温度、设定压力、接触天然气、接触地层水条件下不发生凝固和性能变化的条件。例如接触天然气萃取天然气发生膨胀、接触地层水被稀释溶于水中等性能变化。设定温度、设定压力根据所实施井的井况确定。例如，直井的井深3200m，井底温度85℃，井底压力40MPa，井口压力25MPa，井筒内充满天然气。所以要选择需满足在设定温度、设定压力、接触天然气、接触该井地层水条件下不发生凝固和性能变化的堵漏剂。
可选地，堵漏剂在流动压差或者剪切速率大于临界值时发生凝固。给堵漏剂施加适当的流动压差(即前述施工压差)，在流动压差作用下，堵漏剂流动并形成一定的剪切速率，可使堵漏剂在漏点处短时间的凝固，提高堵漏的作业效率和准确性。剪切速率是指流体的流动速度相对圆流道半径的变化速率。此处是指堵漏剂在漏点处的流动速度相对于漏点等效半径的变化速率。流动压差是指在油管内侧漏点21处的压力与油管外侧漏点21处的压力之差。
需要说明的是，该步骤S2为可选步骤，也可以对于所有漏点大小均采用同一种封堵剂，故而无需确定漏点的大小和根据漏点大小选择封堵剂。
实现时，可以通过地面试验的方式来选择符合条件的堵漏剂。例如，可以通过试验装置模拟堵漏真实环境，确定堵漏剂在该环境下是否凝固，进而选择满足条件的堵漏剂。该试验装置可以包括试验管道、注液管道和泵。其中，试验管道的一端封闭，试验管道的侧壁上有开口，且开口大小与漏点大小相同。注液管道的直径小于试验管道的直径。
试验过程如下：将试验管道竖直放置；将注液管道伸入试验管道中；通过注液管道泵入水直至注满试验管道；通过注液管道泵入堵漏剂并控制泵压为施工泵压；确定堵漏剂是否在挤入开口的过程中发生凝固。
可选地，还可以通过软件模拟的方式来选择符合条件的堵漏剂。例如，可以通过流体力学软件计算模拟流动时的剪切速率，进而根据剪切速率选择满足条件的堵漏剂。
示例性地，堵漏剂可以选自以下堵漏剂：
专利号CN02818751.2(用于堵漏的剪切敏感的堵漏流体及封堵地层区域的方法.)中公开的堵漏剂；专利号CN200910061384.7(剪切交联敏感性堵漏剂及制备方法)中发明的堵漏剂；发表于《精细与专用化学品》期刊2011年第19卷第4期的《聚合物凝胶堵漏剂的研究与应用进展》中的剪切敏感性堵漏剂SSPF。
S3：用堵塞器坐封油管，堵塞器在油管的长度方向上位于漏点的下方。
通过堵塞器坐封油管可为后续注入堵漏剂提供作业空间。
其中，坐封是指在井筒内坐装一个堵塞器，来达到分隔不同层位的目的。可选地，采用连续管作业的方式下入堵塞器至所述漏点的下方，并将所述堵塞器坐封在所述油管中，然后起出连续管和工具串，在有关内形成一个半封闭的空间。连续管作业即用连续管连接堵塞器，将堵塞器下入指定深度将油管封堵。连续管是用低碳合金钢制作的管材，有很好的挠性，又称挠性油管，一卷连续管长几千米。用连续管作业方式下入堵塞器可节省时间。
图3为本发明实施例提供的一种挤注堵漏剂进入漏点通道时气井的结构示意图。如图3所示，堵塞器6坐封油管2。
可选地，漏点21与堵塞器6之间在油管2的长度方向上的距离h1为10m-30m。例如，10-20m。由于采用井温、噪声组合测井找到漏点位置可能有一定的误差，使漏点与堵塞器之间的距离h1大于10m可保证堵塞器坐封在漏点下方，同时，使漏点与堵塞器之间的距离h1小于20m可使堵漏剂的用量不至于过多的浪费。
S4：将堵漏剂从油管内挤注入漏点，并使堵漏剂在挤入漏点的过程中在漏点内凝固。
将堵漏剂从油管内挤注入漏点通道，是堵漏的关键操作，下面结合图3详细说明该步骤S4。
S41：将连续管5下入油管2至堵塞器6上方。
通过步骤S41为注入堵漏剂做好准备。
可选地，连续管5与堵塞器6之间竖直方向的距离h2为1-2m。连续管5的下放的长度和堵塞器6坐封的位置都可能有偏差，连续管5与堵塞器6之间竖直方向的距离1-2m，既可避免连续管5和堵塞器6位置偏差带来相碰撞的风险，也可避免连续管5的油口干扰堵漏剂封堵漏点。
S42：打开油管2与最内层套管1间密闭环空的阀门4，将环空压力泄至设定值。
卸去油管2与最内层套管1间密闭环空的压力，可使油管内侧漏点21处的压力与油管外侧漏点21处的压力差满足堵漏剂8对流动压差敏感的凝固条件。
可选地，环空压力的设定值为0～10Mpa。该压力值范围可使堵漏作业时流动压差大，流动压差大也可使堵漏剂8在漏点21的剪切速率大，从而使堵漏剂8凝固的时间短，可节省作业时间。在本实施例中，油管与最内层套管间密闭环空中的压力卸至10Mpa。
S43：通过连续管5向油管2注水，直至水充满油管2。
在该步骤S43中，可以将泵与连续管5连接，打开连续管5与油管2之间的环空，通过连续管将水7循环泵入油管2，直至水7充满油管2。示例性地，泵可以为柱塞泵。
S44：从连续管5泵入堵漏剂8至油管内漏点21位置处。
在该步骤S44中，在注入水之后，泵入堵漏剂8至油管内漏点2位置处。
可选地，为了保证堵漏剂8被顶替至漏点2位置处，可以再次泵入清水后停泵。
在本实施例中，注入水为清水，总量为12m3。注入水7使水7充满油管2可方便堵漏作业时加压将堵漏剂8挤入漏点21。因为水7不可压缩，当井口施加注入压力时，可快速的传递井口的注入压力。
S45：通过控制施工泵压控制堵漏剂8挤注入漏点21并形成流动，并且控制堵漏剂8在挤入漏点21的过程中的流动压差或剪切速率，使得堵漏剂8在漏点21内凝固。
在连续管与油管2之间的环空关闭的状态下，继续注入清水，使得堵漏剂8挤入漏点21，同时控制施工泵压使流动压差满足堵漏剂8凝固要求。
在该步骤S45中，连续管5与油管2之间的环空保持关闭，以避免从连续管5施压时连续管5和与连续管5与油管2之间的环空之间形成循环通路，无法向漏点21挤入堵漏剂8。控制施工泵压使流动压差满足堵漏剂8的凝固要求即控制施工泵压使流动压差大于或等于所选堵漏剂8的凝固需要的流动压差，可使堵漏剂8在漏点21凝固。综合考虑井口装置、最内层套管1、油管2、封隔器3的强度，从油管2挤注堵漏剂8的最大泵压不能超过70MPa。
施工泵压根据堵漏剂的性质确定。在本实施例中，控制施工泵压保持在39.5～40.5Mpa，例如40Mpa。
S46：当施工泵压突然陡增时，停泵，保持施工泵压持续设定时间。
泵压突然陡增说明流体无法继续通过漏点2流出，即堵漏剂8在漏点2处凝固。
可选地，保持施工泵压持续设定时间根据堵漏剂的性质确定。保持施工泵压至设定时间是为了使得堵漏剂8完全凝固，设定时间可根据所选择的堵漏剂8的性质确定。
在本实施例中，保持泵压40Mpa持续0.5小时，完成漏点封堵。达到设定时间后，即可进行下一步作业，避免长时间保持泵压，浪费时间。
S5：用连续管注入清洗流体，从连续管和油管之间的空间循环出油管中的未凝固的堵漏剂。
可选地，清洗流体可以为液体，例如清水或液氮，也可以为气体，例如氮气。
S6：取出堵塞器。
示例性地，可以通过连续管作业的方式，下入堵塞器起出工具串，起出堵塞器。通过连续管作业的方式取出堵塞器可节省作业时间。
通过在漏点下方用堵塞器坐封油管后，将选择的堵漏剂从油管内挤注入漏点通道。通过选择的对流动压差敏感或者剪切速率敏感的堵漏剂施加一定的压力，使堵漏剂在漏点处凝固，然后取出堵塞器。并且通过连续管作业下入和起出油管堵塞器，整个堵漏施工操作简单，施工时间只需数天，费用低，风险小，施工后的管柱结构与施工前相同。
下面以一个具体的例子对本发明实施例进行说明。
气井条件：直井，井深3200m，井底温度85℃，井底压力40MPa，井口压力25MPa，井筒内充满天然气。井筒最内层套管内径为152.5mm，采用封隔器完井管柱，封隔器位置为井深2900m处，油管下入深度2950m，油管外径88.9mm，油管内径76mm。油管在井深2800m处有1个漏点，漏点当量直径为0.1mm。综合考虑井口装置、井筒、油管、封隔器强度后，从油管挤注堵漏剂的最大泵压不能超过70MPa。
具体实施方法包括选择和准备堵漏剂、下入油管堵塞器、挤注堵漏剂封堵漏点、起出油管堵塞器共4个过程。
选择和准备堵漏剂：根据气井条件，确定施工时漏点两侧的压差应大于10MPa。从市场上选择在油管漏点当量直径0.1mm、压差10MPa条件下可在漏点通道发生凝固的堵漏剂，进一步筛选在温度85℃、压力40MPa、接触天然气、接触该井地层水条件下不发生凝固和显著性能变化的堵漏剂。准备堵漏剂0.5m3。
下入油管堵塞器：通过连续管作业的方式，将油管堵塞器下入至井深2822m处，坐封油管堵塞器，起出连续管及工具串。
挤注堵漏剂封堵漏点：将柱塞泵与连续管连接，连续管下入油管内井深2820m处。打开控制油管与最内层套管间密闭环空的阀门，将密闭环空内的压力泄至0MPa。打开连续管与井内油管间的环空，启动泵，通过连续管将约12m3清水循环进入油管至清水充满油管，继续泵入0.5m3堵漏剂，再泵入清水将堵漏剂顶替至油管内漏点位置处，停泵。关闭连续管与井内油管间的环空，启动泵，通过连续管挤注清水的方式将堵漏剂挤进漏点通道，控制泵压保持在约40MPa，油管与最内层套管环空中的流体流出至地面。泵压突然憋压陡增时，停泵，保持泵压40MPa至0.5小时，完成漏点封堵。
起出油管堵塞器：通过连续管作业的方式，下入油管堵塞器起出工具串，起出油管堵塞器。
在本实施例中，首先确定漏点的位置，通过在漏点下方用堵塞器坐封油管后，将选择的堵漏剂从油管内挤注入漏点通道，使得所述堵漏剂在漏点内凝固，封堵油管处的漏点然后取出堵塞器。整个堵漏施工不用取出油管，操作简单，施工时间只需数天，费用低，风险小，也不改变管柱结构。并且，由于堵漏剂是通过施工泵压来控制其能够在挤入漏点的过程中发生凝固，无需长时间地等待凝固，耗费时间较少，可以提高作业效率。此外，在相同的施工泵压下，位于油管内的堵漏剂由于流动压差或剪切速率未能达到凝固条件，所以不会发生凝固，有利于后续堵漏剂的清理和取出堵塞器，可以进一步提高作业效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种油管堵漏方法，其特征在于，所述方法包括：
确定油管上漏点的位置；
确定漏点的大小；
根据施工泵压确定漏点两侧的施工压差；
根据施工压差和漏点大小选择能够发生凝固的堵漏剂，并结合地面试验的方式选择堵漏剂；
通过试验装置进行地面试验，选择堵漏剂，所述试验装置包括试验管道、注液管道和泵，所述试验管道的一端封闭，所述试验管道的侧壁上有开口，且所述开口大小与所述漏点大小相同，所述注液管道的直径小于所述试验管道的直径；
将所述试验管道竖直放置；
将所述注液管道伸入所述试验管道中；
通过所述注液管道泵入水，直至注满所述试验管道；
通过所述注液管道泵入堵漏剂并控制泵压为所述施工泵压；
确定堵漏剂是否在挤入所述开口的过程中发生凝固，选择在挤入所述开口的过程中发生凝固的堵漏剂；
用堵塞器坐封油管，所述堵塞器在所述油管的长度方向上位于所述漏点的下方；
将连续管下入所述油管直至所述堵塞器上方；
对所述油管和套管之间的密闭环空进行泄压至设定压力值；
通过所述连续管向所述油管注水，直至水充满所述油管；
从所述连续管泵入堵漏剂至所述油管内漏点位置处；
通过控制施工泵压控制所述堵漏剂挤注入所述漏点并形成流动，并且控制所述堵漏剂在挤入所述漏点的过程中的流动压差或剪切速率，使得所述堵漏剂在所述漏点内凝固；
当所述施工泵压突然增大时，停泵，保持所述施工泵压持续设定时间；
取出堵塞器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定油管上漏点的位置包括：
采用井温测井找漏点的可疑位置；
采用噪声测井对所述可疑位置进行点测，确定漏点的准确位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用堵塞器坐封油管，包括：
采用连续管作业的方式下入堵塞器至所述漏点的下方，并将所述堵塞器坐封在所述油管中；
起出连续管。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连续管的管口下沿与堵塞器之间在所述油管的长度方向上的距离为1-2m。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定压力值为0Mpa~10Mpa。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：用所述连续管注入清洗流体，从连续管和油管之间的空间循环出所述油管中的未凝固的堵漏剂。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述漏点与所述堵塞器之间在所述油管的长度方向上的距离为10m-30m。
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