一种薄隔层注汽热采井防窜完井的方法.pdf

本发明涉及一种石油工程中薄隔层注汽热采井完井方法，其技术方案是：包括以下步骤：1)先将特殊阀箍与管外封隔器装配好，完钻后根据油井地质情况设计完井管柱上的工具的长度和位置；2)固井车连接水泥头，进行固井；3)顶替碰压胶塞到固井鞋处碰压；4)套管内腔泄压，使井眼内的水泥浆通过单向阀进入腔体，推动活塞压缩活塞液缸；套管内腔升压一段时间，推动活塞压缩腔体，使腔体内的水泥浆通过单向阀进入通向管外封隔器腔体的流道，胀封套管外封隔器；5)重复步骤4，使管外封隔器充分胀封完成施工。有益效果是：实现了用井眼中的水泥浆胀封管外封隔器，没有改变固井工序、没有增加施工风险、没有增加工期，经济技术效益显著。

1、  一种薄隔层注汽热采井防窜完井的方法，其特征是包括以下步骤：
1)，先将特殊阀箍与管外封隔器装配好，完钻后根据油井地质情况设计完井管柱上的工具的长度和位置；
2)，固井车连接水泥头，进行固井；
3)，顶替碰压胶塞到固井鞋处碰压；
4)，套管内腔泄压，使井眼内的水泥浆通过单向阀进入腔体，推动活塞压缩活塞液缸；套管内腔升压一段时间，推动活塞压缩腔体，使腔体内的水泥浆通过单向阀进入通向管外封隔器腔体的流道，胀封套管外封隔器；
5)，重复步骤4，使管外封隔器充分胀封，完成全部施工。

2、  根据权利要求1所述的薄隔层注汽热采井防窜完井的方法，其特征是：所述的步骤3)具体是碰压胶塞在被顶替下行的过程中将接特殊阀箍的套管腔体一侧的单向阀口打开。

3、  根据权利要求1所述的薄隔层注汽热采井防窜完井的方法，其特征是：所述的完井管柱由套管、套管伸缩补偿器、特殊阀箍、管外封隔器和固井鞋组成；套管伸缩补偿器、特殊阀箍、管外封隔器、固井鞋全部由螺纹串接，套管、特殊阀箍与管外封隔器通过螺纹连接。

4、  根据权利要求1、2或3所述的薄隔层注汽热采井防窜完井的方法，其特征是：所述的特殊阀箍的上端通过螺纹连接套管，下端通过螺纹连接管外封隔器；所述的特殊阀箍主要由外壳体、单向阀、活塞、通向管外封隔器腔体的流道、腔体和活塞液缸组成，外壳体内设有通向管外封隔器腔体的流道、腔体和活塞液缸，通向管外封隔器腔体的流道和腔体之间设有单向阀，活塞液缸内设有活塞，腔体的侧壁上设有单向阀，通过单向阀与井眼连通。

一种薄隔层注汽热采井防窜完井的方法
一、技术领域：
本发明涉及一种石油工程中薄隔层注汽热采井完井方法，特别涉及一种薄隔层注汽热采井防窜完井的方法。
二、背景技术：
结合附图4、5，当前注汽热采井一般的完井措施是地锚预应力--固井射孔，工艺是这样实现的：
1.附图4在套管[a1]底部串接一个锚锭[a5]，首先用水泥固定住锚锭，通过固井孔[a3]循环出上部的水泥浆，从而控制水泥面在循环孔[a3]以下。水泥浆的待水泥凝固后的水泥石[a4]使整个套管柱就被锚锭在井眼里。
2.附图5通过循环孔[a3]固井并碰压。碰压后拉拽套管[a1]顶部使整个套管[a1]处于受拉应力状态下，水泥凝固成水泥环[a6]。这样可以抵消注汽热采时套管的伸长。
油井地质情况复杂，在套管一个井身剖面可能存在多个层系，特别是薄隔层情况下，注汽热采现有的完井方式存在很多难题：
(1)研究表明，水泥浆形成水泥石要收缩5-14％，由于收缩导致第二界面存在微间隙，形成水窜通道。注汽热采容易层间窜槽。
(2)射孔作业会击碎水泥环，使得隔离失效，形成水窜。
(3)地锚预应力虽然能有效预防注汽热采时套管产生的膨胀应力，但完井工艺复杂，建井周期延长3天以上。
三、发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种薄隔层注汽热采井防窜完井的方法，利用套管内固井顶替液压力的变化实现了用井眼中的水泥浆胀封管外封隔器，没有改变固井工序、没有增加施工风险、没有增加工期，经济技术效益显著。
其技术方案是：包括以下步骤：
1)，先将特殊阀箍与管外封隔器装配好，完钻后根据油井地质情况设计完井管柱上的工具的长度和位置；
2)，固井车连接水泥头，进行固井；
3)，顶替碰压胶塞到固井鞋处碰压；
4)，套管内腔泄压，使井眼内的水泥浆通过单向阀进入腔体，推动活塞压缩活塞液缸；套管内腔升压一段时间，推动活塞压缩腔体，使腔体内的水泥浆通过单向阀进入通向管外封隔器腔体的流道，胀封套管外封隔器；
5)，重复步骤4，使管外封隔器充分胀封，完成全部施工。
所述的步骤3)具体是碰压胶塞在被顶替下行的过程中将接特殊阀箍的套管腔体一侧的单向阀口打开。
其中，所述的完井管柱由套管、套管伸缩补偿器、特殊阀箍、管外封隔器和固井鞋组成；套管伸缩补偿器、特殊阀箍、管外封隔器、固井鞋全部由螺纹串接，套管、特殊阀箍与管外封隔器通过螺纹连接。
另外，所述的特殊阀箍的上端通过螺纹连接套管，下端通过螺纹连接管外封隔器；所述的特殊阀箍主要由外壳体、单向阀、活塞、通向管外封隔器腔体的流道、腔体和活塞液缸组成，外壳体内设有通向管外封隔器腔体的流道、腔体和活塞液缸，通向管外封隔器腔体的流道和腔体之间设有单向阀，活塞液缸内设有活塞，腔体的侧壁上设有单向阀，通过单向阀与井眼连通。
其作用是固井碰压后，井眼内的水泥浆通过单向阀流入腔体，通过控制套管内腔的压力推动活塞往复使腔体内水泥浆通过单向阀压入通向管外封隔器腔体的流道，从而通过套管内腔固井顶替液的压力变化达到了用井眼的水泥浆胀封管外封隔器的目的。
本发明的有益效果是：一是在合适位置套管串接套管伸缩补偿器，可以补偿热采造成的套管伸缩，保护套管，相对地锚预应力固井更简单、更安全、建井时间短；二是水泥浆胀封管外封隔器使封隔器变成一个坚实的密封体，在短距离内实现高效可靠的隔离。使用了特殊阀箍，利用套管内固井顶替液压力的变化实现了用井眼中的水泥浆胀封管外封隔器，没有改变固井工序、没有增加施工风险、没有增加工期，经济技术效益显著。
四、附图说明：
附图1是本发明的薄隔层注汽热采井防窜完井管柱的结构示意图；
附图2是本发明的特殊阀箍结构工作原理图；
附图3是本发明的套管伸缩补偿器结构工作原理图；
附图4是一种现有技术的示意图；
附图5是一种现有技术的示意图；
上图4和5中：[a.1]套管、[a.2]井眼、[a.3]循环孔、[a.4]水泥石、[a.5]锚锭、[a.6]水泥环、[a.7]碰压胶塞；
上图1中：[1]套管、[2]井眼、[3]套管伸缩补偿器、[5]特殊阀箍、[6]管外封隔器、[9]固井鞋；上图2中：[5.1]外壳体、[5.2]单向阀、[5.3]单向阀、[5.4]活塞、[5.5]单向阀、[5.6]通向管外封隔器腔体的流道、[5.7]腔体、[5.8]井眼、[5.9]活塞液缸、[5.10]套管内腔；
上图3中：[3.1]套、[3.2]套、[3.3]井眼、[3.4]套管内腔。
五、具体实施方式：
结合附图1-3，对本发明方法作进一步的描述：
薄隔层注汽热采井防窜完井的完井管柱由套管1、套管伸缩补偿器3、特殊阀箍5、管外封隔器6和固井鞋9组成；套管伸缩补偿器、特殊阀箍、管外封隔器、固井鞋全部由螺纹串接，套管、特殊阀箍与管外封隔器通过螺纹连接。
其中，特殊阀箍的上端通过螺纹连接套管，下端通过螺纹连接管外封隔器；所述的特殊阀箍主要由外壳体5.1、单向阀(5.2、5.3、5.5)、活塞5.4、通向管外封隔器腔体的流道5.6、腔体5.7和活塞液缸5.9组成，外壳体内设有通向管外封隔器腔体的流道、腔体和活塞液缸，通向管外封隔器腔体的流道和腔体之间设有单向阀，活塞液缸内设有活塞，腔体的侧壁上设有单向阀，通过单向阀与井眼5.8连通。
套管伸缩补偿器参照附图3，包括套3.1、套3.2、井眼3.3和套管内腔3.4。
套管伸缩补偿器的工作原理是：套3.1和套3.2为动密封式可相对滑动连接，套3.2上部用螺纹与套管串接，套3.1下部用螺纹与套管串接。当注汽热采时套管受热而伸长时，套3.1和套3.2相对滑开伸长；当停注时温度下降，套3.1和套3.2相对滑紧。
薄隔层注汽热采井防窜完井的方法包括以下步骤：
1、参照附图1，特殊阀箍5与管外封隔器6在车间装配好，完钻后根据油井地质情况设计完井管柱上各个工具的长度和位置。
2、固井车连接水泥头，按正常程序固井。
3、参照附图1，顶替碰压胶塞到固井鞋处碰压。(碰压胶塞在被顶替下行的过程中将接特殊阀箍的套管腔体一侧的单向阀口打开)
4、参照附图2，套管内腔泄压，使井眼内的水泥浆通过单向阀进入腔体，推动活塞压缩活塞液缸；套管内腔升压2分钟，推动活塞压缩腔体，使腔体内的水泥浆通过单向阀进入通向管外封隔器腔体的流道，胀封套管外封隔器。
5、重复工艺步骤(4)大约3次，使管外封隔器充分胀封，完成全部施工。