一种尾管控压固井工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种尾管控压固井工艺，属于油气开发固井技术领域。该尾管控压固井工艺依次包括：下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段；在下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。该固井工艺中，通过井口环空压力控制，使窄安全密度窗口井段对应的井底循环当量密度在孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间，确保在压稳油气显示层位的同时不压漏承压薄弱地层，降低尾管固井施工风险，提高固井质量。

A Kind of Cementing Technology with Liner Pressure Control

The invention discloses a tail pipe pressure control cementing technology, which belongs to the field of oil and gas development cementing technology. The tailrace pressure control cementing technology in turn includes the following stages: casing down stage, pedestal hanging tailrace hanger stage, cement injection and displacement stage, bump and start-up drill string stage and hourly setting stage; in the lower casing stage, pedestal hanging tailrace hanger stage, cement injection and displacement stage, bump and start-up drill string stage and hourly setting stage, narrow safe density window section is achieved by controlling annular pressure at wellhead. The cyclic equivalent density of bottom hole is kept between the pore pressure equivalent density and the fracture pressure equivalent density corresponding to the narrow safe density window section. In this cementing process, by controlling the annular pressure at the wellhead, the cyclic equivalent density at the bottom of the well corresponding to the narrow safe density window section is between the pore pressure equivalent density and the fracture pressure equivalent density, so as to ensure that the weak formation with pressure leakage and pressure bearing is not pressed while the oil and gas show the horizon is stabilized, reduce the risk of liner cementing operation and improve the cementing quality.

【技术实现步骤摘要】
一种尾管控压固井工艺
本专利技术涉及油气开发固井
，特别涉及一种尾管控压固井工艺。
技术介绍
尾管固井是通过钻杆等下入工具将套管下入到井内，并向井壁和套管之间的环形空间内注入水泥，待水泥凝固后将井眼内的油层、气层和水层封隔的过程，以保护油气井套管、增加油气井寿命，是油气井钻井工程的重要环节之一。目前，尾管固井的基本过程是，采用钻杆下送油层套管至井下预设位置后座挂尾管悬挂器，之后采用双胶塞法进行注水泥及顶替施工，之后进行碰压及起钻柱，待水泥凝固后完成尾管固井。通过对水泥浆性能的不断改进，包括稠化时间控制、失水控制、终凝时间控制、密度调节等，以及对钻井液性能的改进来满足不同条件井眼的尾管固井需求。然而，对于窄安全密度窗口地层来说，采用现有的尾管固井工艺容易造成井漏或加剧井漏，从而造成液柱压力降低，引起下部井段的油气上窜，界面胶结强度低，导致固井质量不合格；并且不易压稳高压层，油气易上窜；此外，顶替效率低，固井过程中井壁与套管壁上的虚泥饼、油膜和钻井液难以清洗干净。上述问题往往导致高窄安全密度窗口地层尾管固井施工作业井控安全风险高，难以固井质量保证，对油气井完整性、油气田长期安全开发造成较大影响。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术实施例提供一种能够降低窄安全密度窗口地层的尾管固井施工风险的尾管控压固井工艺。具体而言，包括以下的技术方案。本专利技术实施例提供了一种尾管控压固井工艺，所述尾管控压固井工艺依次包括：下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段；在所述下套管阶段、所述座挂尾管悬挂器阶段、所述注水泥及顶替阶段、所述碰压与起钻柱阶段及所述侯凝阶段中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。具体地，在所述下套管阶段中，在所述下套管阶段中，首先利用钻杆下送油层套管至上开次技术套管的套管鞋位置，之后循环降低钻井液密度并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间；之后，继续利用钻杆将所述油层套管下送至井底，之后再循环调整钻井液密度，并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。具体地，所述钻杆为一端带有缧纹的钢管。具体地，在所述座挂尾管悬挂器阶段中，投入堵球，打压座挂尾管悬挂器，并循环钻井液；通过设置在井口的控压设备控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。具体地，在所述注水泥及顶替阶段中，通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间，所施加的回压值根据环空浆柱结构变化情况计算得到。具体地，在所述碰压及起钻柱阶段中，在所述注水泥及顶替阶段的后期，采用重浆顶替至碰压；在带压条件下起钻第一预设距离，循环洗井，之后在带压条件下起钻第二预设距离将所述钻杆完全从井下起出；控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。具体地，在所述侯凝阶段，根据预应力固井要求进行井口环空憋压侯凝，待水泥凝固后，完成固井施工。具体地，所述尾管为无缝钢管。本专利技术实施例提供的技术方案的有益效果：本专利技术实施例提供的尾管控压固井工艺中，在尾管固井施工过程中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间，确保在压稳油气显示层位的同时不压漏承压薄弱地层，避免常规尾管固井施工出现的压漏地层、油气上窜导致固井作业失败的风险，大大降低窄安全密度窗口井段的尾管固井施工风险，同时能大幅度提高固井质量，提高井完整性，满足后期开发生产需要。本专利技术实施例提供的尾管控压固井工艺对于常规砂岩、碳酸盐以及其他复杂窄安全密度窗口井段的尾管固井施工均适用，特别适用于高温高压超深井窄安全密度窗口井段的尾管固井施工。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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图1为本专利技术实施例提供的一种尾管控压固井工艺的流程图；图2-1为根据一示例性实施例示出的一种尾管控压固井工艺的固井施工曲线图；图2-2为图2-1的局部放大图。其中，图2-1和图2-2中的数字①代表降低泥浆密度，②代表调节泥浆性能，③代表注隔离液，④代表注冲洗液，⑤代表注水泥浆，⑥代表倒闸门、开挡销，⑦代表注压塞液，⑧代表注冲洗液，⑨代表替泥浆。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。尾管是指向在已下入技术套管的井内下入的、顶部未延伸到井口的套管柱。尾管通过钻杆下入，注完水泥后将钻杆起出。窄安全密度窗口井段是指该井段的地层破裂压力与地层孔隙压力相差不大，钻井液可以选择的密度范围很小，易发生钻井复杂情况，钻井液密度超出此范围造成井漏，低于此范围造成井壁坍塌掉块，对于这类井段，在尾管固井过程中容易出现油气上窜或者井漏的问题，导致固井失败，甚至会引发安全事故。基于以上所述，本专利技术实施例提供了一种尾管控压固井工艺，参见图1，该尾管控压固井工艺依次包括：下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段。其中，在下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度(ECD)保持在窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。本专利技术实施例提供的尾管控压固井工艺中，在尾管固井施工过程中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间，确保在压稳油气显示层位的同时不压漏承压薄弱地层，避免常规尾管固井施工出现的压漏地层、油气上窜导致固井作业失败的风险，大大降低窄安全密度窗口井段的尾管固井施工风险，同时能大幅度提高固井质量，提高井完整性，满足后期开发生产需要。本专利技术实施例中所涉及的井口环空压力是指施加在井口钻杆和已下入的技术套管之间的环空压力值。具体地，在下套管阶段中，首先利用钻杆下送油层套管至上开次技术套管的套管鞋位置，之后循环降低钻井液密度，并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间；之后，继续利用钻杆将油层套管下送至井底，之后再循环调整钻井液密度，并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾管控压固井工艺，其特征在于，所述尾管控压固井工艺依次包括：下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段；在所述下套管阶段、所述座挂尾管悬挂器阶段、所述注水泥及顶替阶段、所述碰压与起钻柱阶段及所述侯凝阶段中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。

【技术特征摘要】
1.一种尾管控压固井工艺，其特征在于，所述尾管控压固井工艺依次包括：下套管阶段、座挂尾管悬挂器阶段、注水泥及顶替阶段、碰压与起钻柱阶段及侯凝阶段；在所述下套管阶段、所述座挂尾管悬挂器阶段、所述注水泥及顶替阶段、所述碰压与起钻柱阶段及所述侯凝阶段中，通过控制井口环空压力，使窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。2.根据权利要求1所述的尾管控压固井工艺，其特征在于，在所述下套管阶段中，首先利用钻杆下送油层套管至上开次技术套管的套管鞋位置，之后循环降低钻井液密度并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间；之后，继续利用钻杆将所述油层套管下送至井底，之后再循环调整钻井液密度，并通过设置在井口的控压设备从井口施加回压，控制井口环空压力，使所述窄安全密度窗口井段的井底循环当量密度保持在所述窄安全密度窗口井段对应的孔隙压力当量密度和破裂压力当量密度之间。3.根据权利要求2所述的尾管控压固井工艺，其特征在于，所述钻杆为一端带有缧纹的钢管。4.根据权利要求1所述的尾管控压固井工艺，其特征在于，在所述座挂尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建华，李杰，胡锡辉，马勇，曹权，刘波，李斌，徐冰青，付志，沈欣宇，夏连彬，杨华健，任锐，周代生，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11