CN1456785A - 选择性内管多级注水泥工艺及其注水泥管柱 - Google Patents

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李雷祥
蔡庆俊
皇甫洁
宋开利
张全胜
冯辉
杨栋祥
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Abstract

本发明公开的是石油工业使用的选择性内管多级注水泥工艺及其注水泥管柱，用于各种井的固井施工。在完井管柱内下入注水泥管柱注水泥，首先将完井管柱悬挂在外部套管上，将注水泥管柱和送入管柱与完井管柱脱离，注水泥管柱和送入管柱保持连接并密封；或者是先下入完井管柱至设计位置，再将注水泥管柱用送入管柱下入完井管柱内，注水泥管柱和送入管柱保持连接并密封。注水泥管柱设有注水泥总成，用送入管柱拖动注水泥管柱在完井管柱内移动进行分级注水泥。用于上述工艺的管柱，包括注水泥管柱和完井管柱，注水泥管柱具有内管，还设有注水泥总成，完井管柱设有循环阀，将注水泥管柱与送入管柱连接，下入完井管柱内。

Description

选择性内管多级注水泥工艺及其注水泥管柱
技术领域
本发明涉及石油工业的完井技术及设备，特别是选择性内管多级注水泥工艺及其注水泥管柱，适用于各种井的注水泥固井作业。
技术背景
在石油工业的钻井工程中，完井固井技术是将钻完的裸眼井注水泥封固形成可以下开发设备的井，固井施工是在已钻好的井眼中下入套管，将配置好的水泥浆注入到井眼与套管的环形空间，候凝，形成一坚固的水泥环。其主要作用是封隔油、气、水层，阻止地层间流体相互窜流，保护生产层；封隔严重漏失层或其它坍塌等复杂地层；支撑套管和防止地下流体对套管的腐蚀。固井质量的好坏直接影响到后续采油工程以及原油采收率。而对于一口井中包含多个油层的井，如何在保证固井质量的同时又能有效保护油气层，降低生产成本和工人的劳动强度，一直是完井固井技术研究的重点。传统的分级注水泥施工方法是在套管外根据油层的数量，分别安装分级箍，将配置好的水泥浆通过钻杆和下部套管注入并上返到井眼与套管的环行空间。通过投入胶塞关闭或开启各油层的分级箍注入水泥，候凝，形成水泥环。1998年3月3日，Fuller M.S.在达拉斯IADC/SPE Drilling Conf.第501-504页上发表了一篇题为“Innovative Way to Cement a Liner Utilizing a New Inner StringLiner Cementing Process”的文章，其译文是《利用新型内管注水泥工艺固定衬管的革新方法》，公开了一种内管注水泥管柱，用钻杆连接内管，通过在套管内下放内管，可以精确计算需注入的水泥浆体积，套管内不留水泥塞，并可进行清洗和循环作业。但这种管柱没有实现分层分段多级注水泥以及对油气层有效保护，对高压层或漏失层的完井没有提出很好的解决办法。
发明内容
本发明的目的是设计一种能够保护油气层，质量可靠、操作方便的选择性内管多级注水泥工艺及其注水泥管柱，以克服和避免上述现有技术的缺点和不足，降低生产成本，保证固井质量。
本技术解决方案可达上述目的：
选择性内管多级注水泥工艺，用于固井施工，在完井管柱内下入注水泥管柱注水泥，首先将完井管柱悬挂在外部套管上，将注水泥管柱和送入管柱与完井管柱脱离，注水泥管柱和送入管柱保持连接并密封；或者是先下入完井管柱至设计位置，再将注水泥管柱用送入管柱下入完井管柱内，注水泥管柱和送入管柱保持连接并密封。注水泥管柱设有注水泥总成，用送入管柱拖动注水泥管柱在完井管柱内移动进行分级注水泥。
用于选择性内管多级注水泥工艺的管柱，包括注水泥管柱和完井管柱，注水泥管柱具有内管，注水泥管柱还设有注水泥总成，完井管柱设有循环阀，将注水泥管柱与送入管柱连接，下入完井管柱内。
使用本发明固井具有以下显著的优点，本发明可根据油藏情况和现场要求，对需要注水泥的层段进行注水泥封固，不需要注水泥的层段与水泥没有接触，从而保护了油气层，提高了油层的完善程度，真正实现了有针对性、分段注水泥的目的。特别对高压层和漏失层可以进行针对性固井，解决了常规固井和普通内管注水泥技术对高压层和漏失层难以有效固井的目的。同常规的分级注水泥和内管注水泥相比，具有无需钻塞、不污染油层、现场施工可操作性强、封固牢靠等特点，较好的解决了固井与油层保护的矛盾问题，提高了油藏开发效果。由于具备上述效果和优点，从而降低了生产成本和工人的劳动强度。
附图说明
附图为本发明注水泥管柱的安装、使用结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的详述：参见附图，选择性内管多级注水泥工艺，用于固井施工，在完井管柱内下入注水泥管柱注水泥，首先将完井管柱悬挂在外部套管上，将注水泥管柱和送入管柱2与完井管柱脱离，注水泥管柱和送入管柱2保持连接并密封；或者是先下入完井管柱至设计位置，再将注水泥管柱用送入管柱2下入完井管柱内，注水泥管柱和送入管柱2保持连接并密封。使注水泥管柱和送入管柱2成为密闭管柱。注水泥管柱设有注水泥总成，用送入管柱2拖动注水泥管柱在完井管柱内移动进行分级注水泥。注水泥管柱的注水泥总成设有定位关闭机构15，能够使注水泥总成对应需注水泥层段的封隔器或分级箍，从注水泥管柱内加液压，使注水泥管柱在完井管柱内座封并使注水泥总成相对完井管柱形成密封。用注水泥管柱在完井管柱内分级注水泥，是自下而上注水泥，先注最底层的水泥环。用于选择性内管多级注水泥工艺的管柱，包括注水泥管柱和完井管柱，注水泥管柱具有内管7，注水泥管柱还设有注水泥总成，完井管柱设有循环阀18，将注水泥管柱与送入管柱2连接，下入完井管柱内。完井管柱包括下部套管6，封隔器16、19和20，分级箍17和21以及循环阀18。将封隔器16、分级箍17、循环阀18、封隔器19自下而上顺序连接在下部套管6的外部；封隔器20和分级箍21自下而上连接在上部套管1的内部。封隔器16和分级箍17安装在夹层9的底部位置，循环阀18和封隔器19安装在夹层9的上部位置。注水泥管柱包括内管7、注水泥总成和死堵12，注水泥总成连接在内管7的下部，死堵12连接在内管7的底端。注水泥总成由密封机构13、定位关闭机构15和水泥注入机构14组成，将上述机构用连接管连接安装，水泥注入机构14上设有注入孔。注水泥总成的密封机构13由上密封机构和下密封机构组成，密封胶件的安装胀开方向相对。
实施例：
在钻井过程中，当上部套管1完成以后，钻出井眼4，钻遇上部油层8、夹层9和下部油层10。首先下入完井管柱，将下部套管6、封隔器16、分级箍17、循环阀18、封隔器19、封隔器20和分级箍21按顺序连接好，然后下入注水泥管柱，按顺序连接死堵12、注水泥总成和内管7，下入完井管柱内，最后共同连接在悬挂器3上，用送入管柱2下到设计位置。或者是先下入完井管柱至设计位置，再将注水泥管柱用送入管柱2下入完井管柱内，注水泥管柱和送入管柱保持连接并密封。地面从送入管柱2加液压，使悬挂器3悬挂，死堵12、注水泥总成、内管7与悬挂器3脱离，但上部还连接在送入管柱2上并保持密封。上提送入管柱2，从下往上，将注水泥总成分别定位在封隔器16、封隔器19和封隔器20的位置，并用加液压的方式膨胀，密封井眼4和下部套管6的环形空间。再次下放送入管柱2，将死堵12和注水泥总成定位在分级箍17上。从送入管柱2加液压，打开分级箍17和循环阀18，水泥浆通过送入管柱2、内管7、水泥注入机构14、分级箍17，进入下部套管6和井眼4的环形空间上行，通过循环阀18，进入内管7和下部套管6的环形空间上行。下放送入管柱2，利用注水泥总成的定位关闭机构15关闭分级箍17。洗井，将多余的水泥浆洗至地面，候凝，形成水泥环5。上提送入管柱2，将死堵12和注水泥总成定位在分级箍21上，从送入管柱2加液压，打开分级箍21。水泥浆通过送入管柱2、内管7、水泥注入机构14、分级箍21，进入上部套管1和下部套管6的环行空间上行。下放送入管柱2，利用定位关闭机构15关闭分级箍21。洗井，将多余的水泥浆洗至地面，候凝，形成水泥环22。最后，将送入管柱2、内管7、注水泥总成和死堵12起出，完井。在上部油层8和下部油层10射孔，留下射孔孔眼11，沟通油流通道，投产。

Claims (8)

1、选择性内管多级注水泥工艺，用于固井施工，在完井管柱内下入注水泥管柱注水泥，首先将完井管柱悬挂在外部套管上，将注水泥管柱和送入管柱(2)与完井管柱脱离，注水泥管柱和送入管柱(2)保持连接并密封；或者是先下入完井管柱至设计位置，再将注水泥管柱用送入管柱(2)下入完井管柱内，注水泥管柱和送入管柱(2)保持连接并密封，其特征在于注水泥管柱设有注水泥总成，用送入管柱(2)拖动注水泥管柱在完井管柱内移动进行分级注水泥。
2、根据权利要求1或2所述的选择性内管多级注水泥工艺，其特征在于注水泥管柱的注水泥总成设有定位关闭机构(15)，使注水泥总成对应需注水泥层段的封隔器或分级箍，从注水泥管柱内加液压，使注水泥管柱在完井管柱内座封并使注水泥总成相对完井管柱形成密封。
3、根据权利要求1或2所述的选择性内管多级注水泥工艺，其特征是用注水泥管柱在完井管柱内分级注水泥，是自下而上注水泥，先注最底层的水泥环。
4、用于上述选择性内管多级注水泥工艺的管柱，包括注水泥管柱和完井管柱，注水泥管柱具有内管(7)，其特征在于注水泥管柱还设有注水泥总成，完井管柱设有循环阀(18)，将注水泥管柱与送入管柱(2)连接，下入完井管柱内。
5、根据权利要求4所述的选择性内管多级注水泥工艺的管柱，其特征在于完井管柱包括下部套管(6)，封隔器(16)、(19)和(20)，分级箍(17)和(21)以及循环阀(18)，将封隔器(16)、分级箍(17)、循环阀(18)、封隔器(19)自下而上顺序连接在下部套管(6)的外部；封隔器(20)和分级箍(21)自下而上连接在上部套管(1)的内部；封隔器(16)和分级箍(17)安装在夹层(9)的底部位置，循环阀(18)和封隔器(19)安装在夹层(9)的上部位置。
6、根据权利要求4所述的选择性内管多级注水泥工艺的管柱，其特征在于注水泥管柱包括内管(7)、注水泥总成和死堵(12)，注水泥总成连接在内管(7)的下部，死堵(12)连接在内管(7)的底端。
7、根据权利要求6所述的选择性内管多级注水泥工艺的管柱，其特征是注水泥总成由密封机构(13)、定位关闭机构(15)和水泥注入机构(14)组成，将上述机构用连接管连接安装，水泥注入机构(14)上设有注入孔。
8、根据权利要求7所述的选择性内管多级注水泥工艺的管柱，其特征是注水泥总成的密封机构(13)由上密封机构和下密封机构组成，密封胶件的安装胀开方向相对。
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