CN111691849A - 解决膏盐层段套管变形的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及解决膏盐层段套管变形的工艺方法，包括如下步骤：本开次完钻后，利用扩眼器对膏盐层及其上下一定距离的井段井眼直径进行扩张；分别获取膏盐层以下井段、膏盐层以上井段与本开次套管形成的环空体积；将套管管串下入井底，管串上的分级箍和膨胀封隔器处于膏盐层以上20m；进行一级固井：对膏盐层以下井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；进行二级固井：对膏盐层以上井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；水泥浆凝固，膏盐层段则处于未封固状态，从而释放地层不均匀应力。本发明使不均匀应力向均匀应力转化，消除了固井时形成的不均匀水泥环造成点载荷对套管的应力集中，达到防套变效果。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气钻探技术领域，尤其涉及解决膏盐层段套管变形的工艺方法。
背景技术
目前，国内多个油田均发现厚套膏盐层下埋藏有丰厚的油气藏并进行了勘探与开发。随着时间的推移，不少老井封膏盐层套管出现不同程度的挤毁套变，给油田带来重大损失，严重制约了油田的勘探开发进程。
造成套管挤毁变形(简称套变)的原因：(1)膏盐岩在上覆岩层压力作用下将会产生塑形流动，若完钻井周围地层不均匀地应力较强，固井后加在套管周身的非均匀蠕变应力将会造成套管蠕变挤压变形；(2)固井时形不成均匀水泥环，地层塑性流动就会对套管柱施加非均匀的“点载荷”，对套管施加的挤压力将大于上覆岩层压力，使具有极大抗挤强度的高强度套管变形，甚至挤毁。
因此，基于这些问题，提供一种通过膏盐层段扩眼固井的工艺方法解决膏盐对套管挤毁套变的难题的方法，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过膏盐层段扩眼固井的工艺方法解决膏盐对套管挤毁套变的难题的方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
解决膏盐层段套管变形的工艺方法，包括如下步骤：
本开次完钻后，利用扩眼器对膏盐层及其上下一定距离的井段井眼直径进行扩张；
分别获取膏盐层以下井段、膏盐层以上井段与本开次套管形成的环空体积；
将套管管串下入井底，管串上的分级箍和膨胀封隔器处于膏盐层以上20m；
进行一级固井：对膏盐层以下井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；
进行二级固井：对膏盐层以上井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；
水泥浆凝固，膏盐层段则处于未封固状态，从而释放地层不均匀应力。
进一步的，利用扩眼器对膏盐层及其上下15m深度的井段的井眼直径进行扩张，扩眼直径1英寸以上。
进一步的，进行一级固井时，其步骤包括如下：
(1)利用注水泥车，从井口水泥头先向井内打入前置液；
(2)结合膏盐层以下井段与本开次套管形成环空体积，向井内注入相应体积的水泥浆；
(3)从井口投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆向环空运移，最终水泥浆在环空上返至膏盐层以下15m。
进一步的，进行二级固井时，其步骤包括如下：
(1)完成胶塞碰压后，井口继续提高压力，迫使封隔器实现胀封；
(2)投入分级箍打开塞，通过重力到达分级箍位置，开泵加压，迫使分级箍的旁通阀打开；
(3)从井口水泥头先向井内打入前置液；
(4)对膏盐层以上裸眼井段与本开次套管形成的环空体积，及上开次套管井段与本开次套管形成的环空体积，注入相应环空体积的水泥浆；
(5)从井口投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆从分级箍的旁通阀向环空运移；
(6)完成水泥浆驱替碰压后，投入分级箍关闭塞，直到碰到分级箍形成密封。
进一步的，下入的所述套管管串包括套管、分级箍、膨胀封隔器、扶箍和扶鞋。
本发明的优点和积极效果是：
本发明通过膏盐层扩眼不固井技术，一方面给出膏盐层蠕变空间释放不均匀应力，使不均匀应力向均匀应力转化；另一方面消除了固井时形成的不均匀水泥环造成点载荷对套管的应力集中，达到防套变效果，通过该工艺方法，区块内部署新井位，可不必使用超厚壁套管或者双层套管封盐层，降低区块开发钻井投资施工成本，有利于盘活油田，实现增产增效。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例中提供的解决膏盐层段套管变形的工艺方法进行固井施工后的示意图；
图2为本发明实施例中提供的解决膏盐层段套管变形的工艺方法进行固井施工前的示意图；
图3为本发明实施例中提供的解决膏盐层段套管变形的工艺方法进行固井施工时的下入的套管管串的结构示意图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1-3来具体说明本发明。
本实施例提供的解决膏盐层段套管变形的工艺方法，包括如下步骤：
本开次完钻后，利用扩眼器对膏盐层及其上下一定距离的井段井眼直径进行扩张；在本实施例中，利用扩眼器对膏盐层及其上下15m井段7直径扩大1英寸以上，其中，扩眼器可采用SKKY系列扩眼器；
结合测井井径数据，利用模拟计算软件，例如AnyCem软件，以单位1m段长为计算单元，分别获取膏盐层以下井段6、膏盐层以上裸眼井段8与本开次套管形成的环空体积；结合上开次套管内径与本开次套管外径，计算水泥浆返至上开次套管井段9与本开次套管形成的体积；
将套管管串下入井底，管串上的分级箍2和膨胀封隔器3处于膏盐层以上20m；
进行一级固井：对膏盐层以下井段6与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；
进行二级固井：对膏盐层以上裸眼井段8与本开次套管形成的环空体积，及上开次套管井段9与本开次套管形成的环空体积，注入相应环空体积的水泥浆；
水泥浆凝固，膏盐层扩眼段7则处于未封固状态，从而释放地层不均匀应力。
进行一级固井时，其步骤包括如下：
(1)利用注水泥车，从井口水泥头10先向井内打入前置液；
(2)结合膏盐层以下井段6与本开次套管形成环空体积，向井内注入相应体积的水泥浆；
(3)从井口水泥头10投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆向环空运移，最终水泥浆在环空上返至膏盐层以下15m。
进行二级固井时，其步骤包括如下：
(1)完成胶塞碰压后，井口继续提高压力，迫使膨胀封隔器3实现胀封；
(2)投入分级箍2的打开塞，通过重力到达分级箍2位置，开泵加压，迫使分级箍2的旁通阀打开；
(3)从井口水泥头10向井内打入前置液；
(4)膏盐层以上裸眼井段8与本开次套管形成的环空体积，和上开次套管井段9与本开次套管形成的环空体积，向井内注入相应体积的水泥浆；
(5)从井口投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆从分级箍2的旁通阀向环空运移；
(6)完成水泥浆驱替碰压后，投入分级箍2关闭塞，直到碰到分级箍2形成密封。
所述下入的套管管串包括套管1、分级箍2、膨胀封隔器3、扶箍4和扶鞋5。
如图3所示，所述下入的套管管串包括套管1、分级箍2、膨胀封隔器3、扶箍4和扶鞋5；需要说明的是，所述套管管串中各个工具均可采用现有产品，且其安装方式均为现有技术，属于本领域技术人员所熟知的现有技术，不会妨碍到本发明的技术再现。
通过本实施例的方法，先利用扩眼器对膏盐层扩眼，然后环空注入水泥浆固井作业时，一级固井上返至膏盐层以下15m，二级固井分级箍上返，从而使膏盐层段形成空套管段，释放非均值蠕变应力，进而防止套管挤毁变形。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.解决膏盐层段套管变形的工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
本开次完钻后，利用扩眼器对膏盐层及其上下一定距离的井段井眼直径进行扩张；
分别获取膏盐层以下井段、膏盐层以上井段与本开次套管形成的环空体积；
将套管管串下入井底，管串上的分级箍和膨胀封隔器处于膏盐层以上20m；
进行一级固井：对膏盐层以下井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；
进行二级固井：对膏盐层以上井段与本开次套管形成的空间注入相应环空体积的水泥浆；
水泥浆凝固，膏盐层段则处于未封固状态，从而释放地层不均匀应力。
2.根据权利要求1所述的解决膏盐层段套管变形的工艺方法，其特征在于：利用扩眼器对膏盐层及其上下15m深度的井段的井眼直径进行扩张，扩眼直径1英寸以上。
3.根据权利要求1所述的解决膏盐层段套管变形的工艺方法，其特征在于：进行一级固井时，其步骤包括如下：
(1)利用注水泥车，从井口水泥头先向井内打入前置液；
(2)结合膏盐层以下井段与本开次套管形成环空体积，向井内注入相应体积的水泥浆；
(3)从井口投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆向环空运移，最终水泥浆在环空上返至膏盐层以下15m。
4.根据权利要求1所述的解决膏盐层段套管变形的工艺方法，其特征在于：进行二级固井时，其步骤包括如下：
(1)完成胶塞碰压后，井口继续提高压力，迫使封隔器实现胀封；
(2)投入分级箍打开塞，通过重力到达分级箍位置，开泵加压，迫使分级箍的旁通阀打开；
(3)从井口水泥头先向井内打入前置液；
(4)对膏盐层以上裸眼井段与本开次套管形成的环空体积，及上开次套管井段与本开次套管形成的环空体积，注入相应环空体积的水泥浆；
(5)从井口投入碰压胶塞，继续向井内泵入顶替液，驱替井筒内的水泥浆从分级箍的旁通阀向环空运移；
(6)完成水泥浆驱替碰压后，投入分级箍关闭塞，直到碰到分级箍形成密封。
5.根据权利要求1所述的解决膏盐层段套管变形的工艺方法，其特征在于：下入的所述套管管串包括套管、分级箍、膨胀封隔器、扶箍和扶鞋。
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