水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法技术

本发明专利技术提供了一种水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法。所述完井方法包括将免钻塞完井装置下入完井管柱、胀封管外封隔器、打开注水泥通道、循环注灰实施固井、关闭注水泥通道、打捞免钻内套的实施步骤，可以顺利完成通井，并避免钻塞及洗井过程对管柱造成的伤害。本发明专利技术在水平井裸眼防砂完井领域取得了突破性进展，提升了完井技术水平，对各油田的持续稳产高产起到了积极推动作用。

Horizontal well cementing method without drilling plug and grading cementing

The present invention provides a horizontal well free drilling and cementing method. The completion method includes plug drilling free completion device into the completion string, inflatable external packer, open channel, cement injection cycle ash cementing, cementing implement closed channel, salvage free steps drill sleeve, can be successfully completed well, and avoid the plug drilling and well washing process the damage caused by the pipe column. The invention has made breakthrough progress in the field of open pit sand control completion of horizontal wells, improves the technical level of completion, and plays a positive role in continuously stabilizing and producing high yield of each oilfield.

【技术实现步骤摘要】
水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法
本专利技术涉及石油完井方法，具体涉及一种水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法。
技术介绍
随着油田开发的不断深入，挖潜增效的措施也在进一步提高。为了开发薄油层，水平井、大斜度井等特殊工艺井越来越多，各种方式的完井也应运而生。目前在水平井完井技术中，为了使油层具有较大的裸露面积，避免水泥浆对油层的损害，有效的保护油气层，多采用精密滤砂管完井方式。该完井方式在钻井过程中需要采用筛管顶部注水泥分级固井工艺。分级注水泥器是下防砂筛管的主要配件，加在防砂筛管的上端，随管柱一起入井，主要作用是隔断防砂筛管内外通道，固井时阻止水泥浆进入防砂管柱内和管柱外，保证管外不被固住，管内无水泥，保持畅通。分级注水泥器的不足之处是在固井后，要下钻将分级注水泥器的附件（胶塞、滑套和盲板）逐一钻除，以打通管柱内道。在完井钻塞过程中，由于受钻井井深轨迹和重力作用的影响，产生钻进偏移，造成套管不均匀局部月牙形磨损，降低了套管的屈服强度及产生自由段松脱扣现象；同时，在生产过程中受后期注汽、出砂等复杂苛刻工矿的影响，产生塑形变形和断裂而造成套管损坏；另外，由于钻胶塞、分级箍等附件位于井下管柱大井斜角度位置，实施钻塞时存在管内附件清理不净、磨损套管或自由段脱扣、破坏水泥环及后期通井不畅遇阻遇卡等问题。因此，在钻磨过程中，不仅容易损伤套管，影响了固井质量，而且作业耗时长，延长了建井周期。为了避免钻塞带来的一系列问题，已经有人研制出了免钻分级注水泥器，常见的有两种。第一种是自通径免钻塞分级注水泥器，即在注水泥结束后，通过憋压使分级注水泥器的内部结构自行脱落，靠重力下行至井底，从而达到免钻塞的目的。但是，自通径免钻塞分级注水泥器对井斜要求非常严，在井斜超过20度的井中，分级注水泥器的内部结构就很难脱落，难以下行至井底；在水平井中更加无法实现自行脱落。第二种是用钻具将内套捞出，专利201110127641.X公开了一种水平井筛管顶部注水泥免钻塞的工具及方法。但是这种打捞式免钻装置在功能、性能及工艺整体性方面存在以下几个方面不足：（1）注水泥开关结构的下部在低压易漏失地层易形成局部低压区，造成注灰通道在裸眼封座封之前打开，导致水泥窜入内管造成底部留塞，增加作业费用，严重影响油井生产；（2）双级裸眼封封隔器采用同一阀系控制，即两个裸眼封胶筒座封采用串联方式相连。这种结构对于不规则及扩径井眼、疏松地层以及封隔器胶筒在下入过程中破损等复杂情况的适应性较差，由于一个胶筒无法座封会导致另外一个胶筒无法座封，从而造成固井的失败；（3）裸眼封隔器的控制阀系采用内外压差控制方式，即：当井筒与环空压力差达到一定值时，封隔器座封。但是，在管柱的下入过程中，压力往往不稳定；在这种情况下，内外压差控制方式容易造成封隔器误座封，而这种误座封在井口无法观察到，从而导致继续强行下入造成封隔器的破损；（4）裸眼封隔器缺少肩部防突保护，座封时对扩径井眼的适应性较差，易发生爆破破损；同时受井口压力及液柱压力变化等因素的影响，循环、座封以及固井时，整体管柱始终处于轴向蠕动状态，也易导致胶筒与地层磨损而引起破损；（5）裸眼封隔器的一头是活动头，这是因为座封时活动头必须随着胶筒的鼓胀发生轴向移动；这种结构满足了胶筒座封的要求，但在管柱下入过程中，如果发生沉砂、坍塌等使管柱在下压过程中受阻，会造成活动头的上移，从而导致胶筒径向扩张和磨损；（6）关闭胶塞和盲堵分两次打捞，增加了一次管柱起下，影响了工作时效；（7）关闭胶塞在压塞时，难以彻底刮除套管壁上的水泥残留，从而导致关闭胶塞顶部的打捞鱼头由于灰塞沉积而打捞困难甚至无法打捞，从而需要钻除作业，造成施工复杂，影响工作时效。
技术实现思路
为克服现有技术的诸多缺陷，本专利技术提供了一种水平井双级密封碰压可捞式完井装置以及水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法。所述水平井双级密封碰压可捞式完井装置具有结构简单、性能可靠、作业方便、施工周期短、固井完毕无需钻磨，可直接下钻打捞的优点，主要用于水平井、大位移井、定向井完井与固井等领域。本专利技术的技术方案：水平井双级密封碰压可捞式完井装置，包括免钻塞装置、碰压胶塞和打捞装置，所述免钻塞装置包括注水泥开关和封隔器；所述注水泥开关的上端与套管相连，所述注水泥开关的下端与封隔器的上端相连，所述封隔器的下端与筛管相连；所述注水泥开关为单流阀式注水泥开关或盲堵式注水泥开关，所述单流阀式注水泥开关的底端设置有单流阀座，所述单流阀座包括单流阀和盲堵，所述盲堵式注水泥开关的底端设置有盲堵。优选的是，所述盲堵式注水泥开关包括盲堵、碰压座以及位于二者之间的弹簧、卡瓦和筒体，所述筒体由内到外依次为内筒、上接头和外筒，所述上接头靠近盲堵的一端设有关闭套；所述盲堵与弹簧、卡瓦之间为卡瓦座，所述盲堵将弹簧和卡瓦固定在卡瓦座内；所述卡瓦座、内筒、关闭套、上接头、外筒和碰压座相邻的二者之间均通过密封圈达到密封。优选的是，所述单流阀式注水泥开关包括单流阀、碰压座以及位于二者之间的弹簧、卡瓦和筒体，所述筒体由内到外依次为内筒、上接头和外筒，所述上接头靠近单流阀座的一端设有关闭套；所述单流阀座远离碰压座的一端设有压板、半球座以及限位在二者之间的固定杆、固定套、心轴和半球；所述单流阀座与弹簧、卡瓦之间为卡瓦座，所述单流阀座将弹簧和卡瓦固定在卡瓦座内；所述卡瓦座、内筒、关闭套、上接头、外筒和碰压座相邻的二者之间均通过密封圈达到密封；所述压板固定在固定杆上，所述固定杆与半球座相互固定，所述半球座固定在单流阀座中，所述半球与心轴之间固定连接。优选的是，所述内筒与卡瓦座接触的部分设有内孔I，所述内筒与碰压座接触的部分设有内孔II，所述上接头上设有内孔III，所述内孔III位于内孔I和内孔II之间；所述卡瓦座通过剪销固定在内筒内孔I中，所述内筒通过剪销固定在上接头内孔III中，所述关闭套通过剪销固定在上接头上，所述碰压座通过剪销固定在内筒内孔II中。优选的是，所述封隔器为双级并联裸眼封隔器，所述双级并联裸眼封隔器由裸眼封隔器I和裸眼封隔器II通过螺纹并联构成，所述裸眼封隔器I和裸眼封隔器II采用两套控制阀系分别独立控制。优选的是，所述控制阀系采用上下压差和内外压差两种控制方式。优选的是，所述裸眼封隔器包括胶筒，所述胶筒的两端设有肩部保护装置，所述肩部保护装置为钢碗式肩部防突保护装置。优选的是，所述碰压胶塞由可捞心轴、橡胶皮碗和防松螺帽组成，所述橡胶皮碗被防松螺帽通过螺纹连接固定在可捞心轴上，所述橡胶皮碗的数量为5-8个。优选的是，所述关闭胶塞由硬刮塞和软塞组成。优选的是，所述打捞装置包括引鞋、控制环、螺旋卡瓦、本体、盘根和上接头。所述引鞋通过螺纹连接将控制环固定在本体内孔中，所述螺旋卡瓦与本体为宽距螺纹连接，并可前后移动，所述盘根被上接头通过螺纹连接固定在本体内孔中。第一种为用于井深1000米以内的水平井双级密封碰压可捞式完井装置，特点为结构简单、操作严格。现场实施工艺管柱由上至下依次由套管、盲堵式注水泥开关、双级并联裸眼封隔器和筛管连接而成。注水泥开关连接在双级并联裸眼封隔器上端，盲堵安装在注水泥开关的底部，注水泥开关上端接套管，双级并联裸眼封隔器下端接筛管。下套管时需要10根一灌浆，套管下到位后，憋压，胀封双级并联裸本文档来自技高网...

【技术保护点】
水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法，其特征在于：包括以下步骤：①免钻塞完井装置下井：套管通径，将免钻完井装置下放入井；所述免钻塞装置包括注水泥开关和封隔器；所述注水泥开关的上端与套管相连，所述注水泥开关的下端与封隔器的上端相连，所述封隔器的下端与筛管相连；所述注水泥开关为单流阀式注水泥开关，所述单流阀式注水泥开关包括单流阀座(1‑2)、碰压座(14)以及位于二者之间的弹簧(3)、卡瓦(4)和筒体，所述筒体由内到外依次为内筒(9)、上接头(10)和外筒(11)，所述上接头(10)靠近单流阀座(1‑2)的一端设有关闭套(7)；所述单流阀座(1‑2)远离碰压座(14)的一端设有压板(16)、半球座(22)以及限位在二者之间的固定杆(17)、固定套(18)、心轴(20)和半球(21)；所述单流阀座(1‑2)与弹簧(3)、卡瓦(4)之间为卡瓦座(2)，所述单流阀座(1‑2)将弹簧(3)和卡瓦(4)固定在卡瓦座(2)内；所述卡瓦座(2)、内筒(9)、关闭套(7)、上接头(10)、外筒(11)和碰压座(14)相邻的二者之间均通过密封圈(6)达到密封；所述压板(16)固定在固定杆(17)上，所述固定杆(17)与半球座(22)相互固定，所述半球座(22)固定在单流阀座(1‑2)中，所述半球(21)与心轴(20)之间固定连接；②胀封管外封隔器：将单流阀座推进到位，采用起压装置起压至6‑8MPa，稳压5‑10分钟，胀封封隔器；③打开注水泥通道：继续起压到10～16MPa，当起压装置的压力表显示压力瞬间开始下降时，注水泥通道开启；④循环注灰实施固井：按正常程序固井注入水泥浆，固井；⑤关闭注水泥通道：投入碰压胶塞碰压，所述碰压步骤为起压后碰压20‑25MPa，稳压10‑25分钟，关闭注水泥通道；⑥打捞免钻内套：候凝之后，计算打捞筒的下入深度，下钻具打捞免钻内套。...

【技术特征摘要】
1.水平井无内管免钻塞分级注水泥完井方法，其特征在于：包括以下步骤：①免钻塞完井装置下井：套管通径，将免钻完井装置下放入井；所述免钻塞装置包括注水泥开关和封隔器；所述注水泥开关的上端与套管相连，所述注水泥开关的下端与封隔器的上端相连，所述封隔器的下端与筛管相连；所述注水泥开关为单流阀式注水泥开关，所述单流阀式注水泥开关包括单流阀座(1-2)、碰压座(14)以及位于二者之间的弹簧(3)、卡瓦(4)和筒体，所述筒体由内到外依次为内筒(9)、上接头(10)和外筒(11)，所述上接头(10)靠近单流阀座(1-2)的一端设有关闭套(7)；所述单流阀座(1-2)远离碰压座(14)的一端设有压板(16)、半球座(22)以及限位在二者之间的固定杆(17)、固定套(18)、心轴(20)和半球(21)；所述单流阀座(1-2)与弹簧(3)、卡瓦(4)之间为卡瓦座(2)，所述单流阀座(1-2)将弹簧(3)和卡瓦(4)固定在卡瓦座(2)内；所述卡瓦座(2)、内筒(9)、关闭套(7)、上接头(10)、外筒(11)和碰压座(14)相邻的二者之间均通过密封圈(6)达到密封；所述压板(16)固定在固定杆(17)上，所述固定杆(17)与半球座(22)相互固定，所述半球座(22)固定在单流阀座(1-2)中，所述半球(21)与心轴(20)之间固定连接；②胀封管外封隔器：将单流阀座推进到位，采用起压装置起压至6-8MPa，稳压5-10分钟，胀封封隔器；③打开注水泥通道：继续起压到10～16MPa，当起压装置的压力表显示压力瞬间开始下降时，注水泥通道开启；④循环注灰实施固井：按正常程序固井注入水泥浆，固井；⑤关闭注水泥通道：投入碰压胶塞碰压，所述碰压步骤为起压后碰压20-25MPa，...

【专利技术属性】
技术研发人员：史志升，史明慧，马启富，郭闻，
申请(专利权)人：青岛吉安泰耐磨密封材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37