对钻井进行封堵和压力测试的方法技术

一种封堵延伸到地层中的钻井以便临时或永久废弃该钻井的方法。该方法包括：将封堵设置和验证工具(PPVT)通过该钻井传送到封堵形成位置，PPVT包括用于将封堵材料递送到钻井中的托管架、布置在该托管架的一端处的能够膨胀的封隔器以及布置在该能够膨胀的封隔器下方的压力传感器；以及操作该能够膨胀的封隔器，以在所述钻井中于该压力传感器上方形成密封。该方法还包括将封堵材料从该托管架递送到该钻井的在该能够膨胀的封隔器上方的区域中，从而在该钻井中形成封堵，此后在该封堵上方产生压力变化，并使用该压力传感器验证该封堵的完整性。

Method of plugging and pressure testing for drilling

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对钻井进行封堵和压力测试的方法
本专利技术涉及一种封堵延伸到含烃地层中的钻井的方法。本专利技术还涉及一种对被封堵的钻井进行压力测试的方法。本专利技术还提供了一种用于对钻井进行封堵和压力测试的装置。
技术介绍
石油和天然气钻井通常具有三个不同的目的：作为碳氢化合物的生产器；用于储层压力支撑或用于沉积目的的水或气体的注入器；或者作为勘探钻井。在某些情况下，可能需要完善地封堵和密封这些钻井，例如，在钻井达到其寿命终点后并且将钻井保持使用在经济上是不可行的(所谓的“封堵和废弃”)或者出于某些临时目的(例如“槽恢复”)。执行钻井封堵与由于油田退役而永久性废弃钻井有关，或者与出于新的地质钻井目标建造新的井筒(被称为侧钻或槽恢复)而永久性废弃钻井的一部分有关。通过使用钻机钻孔到储层中并随后将钢管、套管或衬管的区段插入孔中以赋予井筒结构完整性来构造钻井。将水泥注入套管或衬管的外部与地层之间，随后将管道插入套管中以将井筒连接到地面。为便于参考，插入钻井中的所有这些实体在此被称为“管件”。当要临时或永久废弃储层时，必须在钻井的整个横截面上建立封堵。这通常通过将管件拉到地面或者通过段铣将管件从井筒中移走来实现。随后在钻井的整个横截面上建立封堵，以便隔离储层并防止地层流体在储层之间流动或者地层流体流动到达地面。通常需要从井筒移走管件，这是由于通常不可能确定管件(或多个管件)后面、即管件(或多个管件)与地层之间的密封剂(例如水泥)的质量是否足以形成封堵的部分，因而必须安装和验证全新的横截面封堵。为了不必从钻井中移走管件的整个长度，可以将工具插入钻井中，以便在待在该处形成封堵的位置下方的点处切断管件，使得仅管件的上部分离部分从钻井中移走。还可以使用铣削工具在待在该处形成封堵的位置处铣削掉管件的一部分，或者使用射孔弹或射孔枪来在所述位置处移走管件的一部分。钻井封堵不当后果十分严重，因而确保钻井充分封堵和密封是非常重要的。然而，准确地确定钻井封堵的质量可能是困难的，因此法规通常会过度地通过一些显著的余量来指定封堵要求。法规可能要求例如封堵废弃的钻井以便将钻井密封至少50米。如果可以在原位充分确定封堵的质量，则可以放宽要求，例如，减小封堵的长度，而不会牺牲安全性。减少的封堵长度可以显着降低操作成本。WO2014/117848涉及一种出于确定封堵质量的目的而对被封堵的钻井进行压力测试的方法。根据该文献，在钻井中在纵向层段开的位置处形成两个或更多个封堵。在钻井的表面和相邻封堵间的中间空间之间提供流体连通路径。通过将加压的流体引入中间空间来执行封堵的压力测试。通过该流体连通路径引入流体。随后，中间区域中的压力传感器使得能够确定封堵中的至少一个的完整性。WO2015/044151涉及一种密封钻井的方法，其中，采用线缆将托管架定位在井筒内的一位置，该位置处已经在安装于井筒中的管道中形成一个或多个开口以暴露地层。通过托管架注入密封剂(例如水泥)，以在所述位置处形成封堵。WO2014/117846涉及一种封堵钻井的方法，其中，在延伸通过钻井的管件或多个管件中引爆一个或多个射孔弹，以便移走、碎片化和/或切断围绕钻井的整个圆周的管件的一个或多个区段，从而暴露周围的地层或水泥。该钻井的暴露区域随后被使用密封材料填充，以便在钻井内形成一个或多个封堵。US2,918,124A、US2009/260817A1、US2003/150614A1、US5,667,010A、US3,053,182A、WO2012/096580A1和US2005/028980A1描述了涉及钻井封堵和废弃的方法。目前，通常通过从钻井顶部通过钻管或盘管泵送水泥来执行封堵的设置。由于设置的不确定性和其它流体的污染，每个封堵需要相当长的长度，例如50米，以达到所需的封堵完整性。在水泥被设置且固化之后，水泥封堵通常承受较大的向下力，例如10吨，并且测试压力以确保水泥固化得当。这构成了水泥封堵的完整性测试，以确保其满足例如永久或临时废弃的钻井的特定标准。
技术实现思路
本专利技术的第一个方面涉及一种封堵延伸到地层中的钻井以便临时或永久废弃钻井的方法。所述方法包括将封堵设置和验证工具(PPVT)通过延伸穿过钻井的管件传送到封堵形成位置，PPVT包括：用于将封堵材料递送到所述钻井中的托管架、布置在所述托管架的一端处的能够膨胀的封隔器以及布置在所述能够膨胀的封隔器下方的压力传感器。随后操作所述能够膨胀的封隔器以在所述钻井中于所述压力传感器上方形成密封。随后将封堵材料从所述托管架递送到所述钻井的位于所述能够膨胀的封隔器上方的区域中，从而在所述钻井中形成封堵。此后在所述封堵上方产生压力变化，并使用所述压力传感器验证所述封堵的完整性。在本专利技术的上下文中，“托管架”可以是管件，其具有或不具有附接的仪器，密封剂通过所述管件部署。在将PPVT通过管件传送到封堵形成位置的步骤之前，可以在封堵形成位置下方安装机械封堵或封隔器。机械封堵可以是桥塞。所述方法还可以包括在将所述PPVT传送到所述封堵形成位置的所述步骤之前，在管件中形成开口以至少在上部第一位置和下部第二位置暴露所述地层，其中：所述机械封堵或封隔器被安装在所述第二位置下方；以及所述能够膨胀的封隔器在所述第一位置和所述第二位置之间抵靠所述管件的区段密封。验证封堵的完整性可以包括探测压力传感器的输出的变化。PPVT还可以包括一个或多个温度传感器，并且所述方法还可以包括在将所述封堵材料从所述托管架递送的所述步骤期间利用所述一个或多个温度传感器监测所述封堵材料的水合。来自压力传感器和/或一个或多个温度传感器的读数的信号可以在封堵材料从托管架递送到封堵形成位置期间和/或在封堵材料从托管架传送到封堵形成位置之后穿过封堵无线地传输，即穿过封堵材料无线地传输。无线传输可以借助于电磁波或声波，或者其组合。例如，射频发射器可以接近于压力传感器定位，例如，定位在能够膨胀的封隔器内或其附近。相应的射频接收器可以定位在托管架上，位于一旦形成封堵而在所述封堵上方的位置，借此发射器和接收器被布置成以合适的频率提供来自压力传感器和/或一个或多个温度传感器的数据通信链路。接收器可以通过或经由PPVT的托管架或者经由沿着托管架本体延伸的线缆/光纤连接与井口通信，以便将压力和/或温度传感器读数传递到地面。可选择地，如果射频被选择成使得可以在位于封堵下方的发射器和位于井口的接收器之间直接建立可靠的无线通信链路，则可以将接收器设置在井口本身处。PPVT可以在线缆、钻管或盘管上传送。所述方法还可以包括将PPVT与线缆或钻管断开并将线缆或钻管收回到地面，以使PPVT保持原位，从而形成封堵的一部分。所述方法还可以包括在将所述封堵材料从所述托管架递送的所述步骤之前，将所述托管架与所述能够膨胀的封隔器和压力传感器断开，并且在设置所述封堵材料之后，借助所述线缆或钻管将所述托管架收回到地面，同时将所述压力传感器留下就位。所述方法还可以包括在将所述封堵材料从所述托管架递送的所述步骤期间使所述PPVT振动。本专利技术的第二个方面涉及一种封堵设置和验证工具(PPVT)，其包括托管架、布置在托管架的一端处的能够膨胀的封隔器；以及布置在能够膨胀的封隔器下方的压力传感器。PPVT还可以包括一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封堵延伸到地层中的钻井以便临时或永久废弃所述钻井的方法，所述方法包括：将封堵设置和验证工具(PPVT)通过所述钻井传送到封堵形成位置，所述PPVT包括用于将封堵材料递送到所述钻井中的托管架、布置在所述托管架的一端处的能够膨胀的封隔器以及布置在所述能够膨胀的封隔器下方的压力传感器；操作所述能够膨胀的封隔器以在所述钻井中于所述压力传感器上方形成密封；将封堵材料从所述托管架递送到所述钻井的位于所述能够膨胀的封隔器上方的区域中，从而在所述钻井中形成封堵；以及此后在所述封堵上方产生压力变化，并使用所述压力传感器验证所述封堵的完整性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 GB 1618747.81.一种封堵延伸到地层中的钻井以便临时或永久废弃所述钻井的方法，所述方法包括：将封堵设置和验证工具(PPVT)通过所述钻井传送到封堵形成位置，所述PPVT包括用于将封堵材料递送到所述钻井中的托管架、布置在所述托管架的一端处的能够膨胀的封隔器以及布置在所述能够膨胀的封隔器下方的压力传感器；操作所述能够膨胀的封隔器以在所述钻井中于所述压力传感器上方形成密封；将封堵材料从所述托管架递送到所述钻井的位于所述能够膨胀的封隔器上方的区域中，从而在所述钻井中形成封堵；以及此后在所述封堵上方产生压力变化，并使用所述压力传感器验证所述封堵的完整性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述PPVT传送到所述封堵形成位置的所述步骤之前，在所述封堵形成位置下方安装机械封堵或封隔器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述机械封堵是桥塞。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述机械封堵或封隔器跨越套管的整个范围安装，或者安装在保持在所述套管内的衬套内。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在将所述PPVT传送到所述封堵形成位置的所述步骤之前，在钻井套管中形成开口以至少在上部第一位置和下部第二位置暴露所述地层，其中：所述机械封堵或封隔器被安装在所述第二位置下方；以及所述能够膨胀的封隔器在所述第一位置和所述第二位置之间抵靠所述套管的区段或者抵靠所述套管内的衬套密封。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，验证所述封堵的完整性的所述步骤包括探测由所述压力传感器提供的输出信号的变化。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述PPVT还包括一个或多个温度传感器，并且所述方法还包括在将所述封堵材料从所述托管架递送的所述步骤期间或之后利用所述一个或多个温度传感器监测所述封堵材料的水合。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，来自所述压力传感器的信号通过或经由所述PPVT的所述托管架传输到所述井口。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述PPVT被在线缆或钻管上传送。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在递送所述封堵材料之后将所述托管架留在原位，从而使所述托管架在所述封堵固化时形成所述封堵的一部分。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在设置所述封堵之后，所述托管架通过固化的所述封堵提供用于由一个或多个传感器输出的信号的通信路径。12.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·格里姆斯波，P·V·赫明森，H·薛霍尔特，G·谢恩，
申请(专利权)人：艾奎诺能源公司，
类型：发明
国别省市：挪威,NO