一种免洗井套管射孔完井方式的制作方法

文档序号:15182353发布日期:2018-08-17 04:59阅读:384来源:国知局

本发明属于石油、天然气、煤层气、地热和可地浸等矿产资源勘探开发领域,具体涉及一种免洗井套管射孔完井方式。



背景技术:

套管射孔完井是国内外最为广泛和最为主要一种的完井方式。套管射孔完井方式就是钻穿储层至完钻井深,形成钻井井底,下入储层套管至储层下部的设计位置,向储层套管与钻井井眼之间的环形空间注入水泥浆,水泥浆在储层套管与钻井井眼之间的环形空间凝固成环形柱状水泥石水泥环,形成井筒;然后,通过射孔射穿储层套管、水泥环并穿透储层一定深度,建立起储层与井筒之间的渗流通道。

固井时,在地面用泵注设备以固井设计排量向储层套管内注入设计方量的水泥浆,向储层套管内投入胶塞并用顶替工作液将胶塞顶至设计位置,水泥浆在储层套管与钻井井眼之间的环形空间凝固后形成井筒,井筒内充满了顶替工作液,胶塞顶面形成人工井底。因此,在射孔前,必须要向井筒内下入通洗井管柱,通洗井管柱底端一般在人工井底上部3m~5m,然后在地面用泵注设备向通洗井管柱内注入洗井工作液,洗井工作液循环替出通洗井管柱内和井筒内的固井顶替工作液。固井顶替工作液的用量约为井筒容积,要全部替出固井顶替工作液,洗井工作液的注入量必须是固井顶替工作液的1.5-2.0倍。在固井射孔后,需要向井筒内下入解堵管柱,通过解堵管柱下注解堵液以完成解堵施工,解堵施工完成后,需要起解堵管柱。

由此可见,传统的套管射孔完井方式在射孔前必须要有下通洗井管柱洗井步骤,射孔后必须要有起下解堵管柱解堵步骤,上述通洗井工序和起下解堵管柱工序施工过程复杂、成本投入居高;同时,通洗井工序和起下解堵管柱工序产生尾气、废水和废液,极易对环境造成污染。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种免洗井射孔完井方式,解决现有技术中传统的射孔完井工序繁多、施工周期长、资源、能源耗较大,成本投入高,经济效益低等问题。

本发明的技术方案为:

1.一种免洗井套管射孔完井方式,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1、下套管:向钻井井眼内下入储层套管,储层套管和钻井井眼之间构成环形空间;

步骤2、冲洗井:向储层套管内泵注冲洗井液,替出储层套管内和环形空间内的钻井泥浆并清洗井壁。

步骤3、注浆:向储层套管内泵注水泥浆,替出储层套管内和环形空间内的冲洗井液;

步骤4、投塞:向储层套管内投入胶塞;

步骤5、顶替:向储层套管内泵注多功效工作液,多功效工作液将胶塞向下推动至胶塞阻挡环处,使得水泥浆进入环形空间;

步骤6、候凝:等候水泥浆凝固成水泥石,在环形空间内构成水泥环;

步骤8、射孔:在井筒的储层井段射穿储层套管、水泥环并穿透储层一定深度,建立储层与井筒之间的渗流孔道;

进一步的,在步骤8之后还包括:

步骤9、解堵:向井筒内泵注多功效工作液,多功效工作液通过射孔孔道进入储层近井地带,防止储层伤害、解除射孔压实伤害和储层近井地带堵塞,提高储层近井地带渗流能力。

进一步的,在步骤4之后还包括:

步骤4.1、碰压:升高储层套管内压力值,检验储层套管和胶塞的承压和密封。

进一步的,在步骤5之后还包括:

步骤5.1、测三样:采用测井方式,检验评价水泥环胶结质量。

进一步的,在步骤6之后还包括:

步骤6.1、试压:向井筒内泵注多功效工作液,升高井筒内压力,检验井筒承压;

进一步的,所述的多功效工作液包括水基液和/或油基液,所述的油基液的密度大于水基液而不溶于水基液。

进一步的,所述水基液至少包括清水,也可以在清水中加入表面活性剂、防粘土膨胀剂、助排剂、防滤失剂和净水剂的一种或几种添加剂。

进一步的,所述水基液的各组分质量百分比为:表面活性剂0.1%~1.0%,防粘土膨胀剂0.1%~1.0%,助排剂0.1%~0.5%,防滤失剂0.1%~0.5%,净水剂0.01%~0.5%,余量为清水。

进一步的,所述的油基液选用二氯甲烷、二氯丙烷、四氯化碳、氯苯、溴苯、硝基苯、二氯甲烷、特重质原油的一种或几种的组合。

本发明的有益效果:

1.本发明方法去除了传统完井方式中的通洗井工序和下起解堵管柱工序,简化了完井工序,缩短建井周期,降低了施工成本,提高了生产效率;

2.本发明方法避免了传统完井方式中顶替工作液的使用,降低了资源和能源的消耗,整个完井过程中不产生工业废水,减少了废水废气的排放,有效的保护了施工地区的生态环境。

附图说明

图1为本发明注浆工序进行时的示意图;

图2为本发明顶替工序进行时的示意图;

图3为本发明实施例2、实施例3中候凝后的井筒示意图;

图4为本发明实施例1、实施例4中候凝后的井筒示意图;

图5为本发明实施例2、实施例3中井筒射孔后示意图;

图6为本发明实施例1、实施例4中井筒射孔后示意图。

图中1-钻井井眼,2-钻井井底,3-储层套管,4-水泥浆,5-胶塞,6-水基液,7-油基液,8-储层,9-注入口,10-冲洗井液,11-人工井底,12-水泥环,13-井筒,14-射孔孔道。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中,很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而,本领域技术人员可以毫不费力的认识到,其中部分特征在不同情况下是可以省略的,或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下,本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述,这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没,而对于本领域技术人员而言,详细描述这些相关操作并不是必要的,他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

实施例1:

参见图1、图2,本实施例提供一种免洗井套管射孔完井方式,包括以下步骤:

步骤1、下套管:向钻井井眼1内下入储层套管3至设计位置,钻井井眼1和储层套管3之间构成环形空间;

步骤2、注浆:在地面用泵注设备向储层套管3内注入水泥浆4;

步骤3、投塞:向储层套管3内投入胶塞5;

步骤4、顶替:在地面用泵注设备向储层套管3内注入多功效工作液,多功效工作液将胶塞5向下推动顶至钻井井底2的胶塞阻挡环处,水泥浆4进入环形空间;

步骤5、候凝:等候水泥浆4凝固,在环形空间内构成水泥环12;

步骤6、试压:在地面用泵注设备向储层套管3内持续注入水基液,使储层套管3内压力达到并保持射孔压力要求;

步骤7、射孔:在井下储层位置射穿储层套管3、水泥环12并穿透储层一定深度,建立储层8与井筒13之间的渗流孔道。

步骤8、解堵:继续向井筒13内注入多功效工作液,多功效工作液通过射孔孔道14进入储层8的近井地带,防止储层8伤害、解除射孔压实伤害和储层近井地带堵塞,提高储层近井地带渗流能力。

参见图4,在上述步骤4中,多功效工作液包括水基液6和油基液7,油基液7的密度大于水基液6且不溶于水基液6。水基液6和油基液7混合注入储层套管3将胶塞5向下顶替,同时,在重力分异作用下,密度小的水基液6在上,油基液7在下,形成上下分异的层状液柱。油基液7与储层8和储层液体的配伍性能优于水基液6,对储层8的保护性能强于水基液6。在本实施例中,水基液6为清水,油基液7为二氯丙烷,从图4可以看出,因为油基液7的密度大于水基液6而不溶于水基液6,油基液7沉积于井筒13下部,射孔井段处于油基液7沉积处的井段,当射孔射穿储层近井地带时,进入射孔孔道14和储层近井地带孔隙和裂缝中是油基液7,提高了对储层近井地带的保护,降低了储层8的伤害。

需要指出的是,在本实施例中,水基液6和油基液7在顶替步骤中同时向储层套管3内泵注。但是在其它实施例中,也可以先向储层套管3内泵注油基液7,后泵注水基液6。

在本实施例中,可以根据具体施工情况选择性加入以下步骤:

在步骤1和步骤2之间加入步骤1.1、冲洗井:

向储层套管3内泵注冲洗井液,冲洗井液可为清水,冲洗井液替出储层套管3内和环形空间内的钻井泥浆并清洗井壁。

在步骤4和步骤5之间加入步骤4.1、碰压:升高储层套管3内压力值,检验储层套管3和胶塞5的承压和密封。

在步骤5和步骤6之间加入步骤5.1、测三样:采用测井方式,检验评价水泥环12胶结质量。

实施例2:

参见图1、图2,与实施例1不同的是,在本实施例中,多功效工作液仅为水基液6,该水基液6的配方如下(按多功效工作液的总质量百分比计):0.5%表面活性剂、0.3%防粘土膨胀剂、0.1%防滤失剂、0.05%净水剂、余量为水。

参见图3,在顶替步骤中,在地面用泵注设备向储层套管3内注入水基液6,水基液6将胶塞5向下推动至设计位置,使得水泥浆4进入环形空间;侯凝、试压步骤后,即可在井筒13内充满水基液6的井况下实施射孔。

下面是两个在实井中的应用实施例:

实施例3

参见图1、图2、图3和图5,井号:j97-41,层位:y,储层井段:1920.0-1966.3m,钻井井深:1998.6m,储层套管:φ内124.26mm,壁厚7.72mm。

步骤1、下套管:从钻井井眼1下入储层套管3至1989.2m,连接注入口9。

步骤2、冲洗井:

2.1、连接泵注管线,管线试压20.1mpa维持15min为合格;

2.2、正循环冲洗井1.8周。

步骤3、注浆:将泵注液切换为符合设计要求的水泥浆4,按照设计要求泵注水泥浆4。

步骤4、投塞:打开控制开关,释放并顶推胶塞5至注入口9下沿以下;

步骤5、顶替:将泵注液切换为多功效工作液,按照设计要求泵注多功效工作液。该多功效工作液为水基液6,其配方为(按多功效工作液的总质量百分比计):0.5%表面活性、0.3%防粘土膨胀剂、0.1%防滤失剂、0.05%净水剂,余量为清水。

步骤6、碰压:泵注压力上升至20.2mpa,坐胶塞5于钻井井底2的设计位置。

步骤7、候凝:关井72h候凝。

步骤8、测三样:设计井段测井,检验评价水泥环12胶结质量;

步骤9、试压:15.0mpa压力下历时15min,检验井筒13承压为合格。

步骤10、射孔:层位:c8,井段:1922.0~1928.0m,孔密:16孔/m,发射率100%,射后无油气显示。

步骤11、解堵:在地面继续用泵注设备向井筒内注入多功效工作液。

实施例4

参见图1、图2、图4和图6,井号:j25-36,层位:c6,储层井段:1792.6-1821.1m,钻井井深:1852.6m,储层套管:φ内124.26mm,壁厚7.72mm。

步骤1、下套管:从井眼下入储层套管至1845.3m,连接注入口9。

步骤2、冲洗井

2.1、连接泵注管线,管线试压20.1mpa维持15min为合格;

2.2、正循环冲洗井1.6周。

步骤3、注浆:将泵注液切换为符合设计要求的水泥浆4,按照设计要求泵注水泥浆4。

步骤4、投塞:打开控制开关,释放并顶推胶塞5至注入口9下沿以下;

步骤5、顶替:将泵注液切换为多功效工作液,按照设计要求泵注多功效工作液。该多功效工作液由水基液6和油基液7混合而成,其中水基液6的配方为(按多水基液的总质量百分比计):0.5%表面活性、0.3%防粘土膨胀剂、0.1%防滤失剂、0.05%净水剂,余量为清水;油基液7选用溴苯。

步骤6、碰压:泵注压力上升至20.0mpa,坐胶塞5于钻井井底2的设计位置;

步骤7、候凝:关井72h候凝;

步骤8、测三样:设计井段测井,检验评价水泥环12胶结质量;

步骤9、试压:15.1mpa下维持压力历时15min,检验井筒13承压为合格。

步骤10、射孔:层位:y,井段:1796.0~1802.0m,孔密:16孔/m,发射率100%,射后无油气显示;

步骤11、解堵:在地面用泵注设备向井筒13内持续注入多功效工作液。

本发明的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。

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