本发明属于油气田勘探和开发技术领域，具体涉及一种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法。
背景技术：
随着气田开采时间逐渐增加，气井井筒密封失效问题逐年增多，造成气井井筒密封失效的原因主要是生产套管腐蚀穿孔、地层蠕变造成生产套管变形破损或连接螺纹处脱扣等。进入井筒的气体会沿上述密封失效处进入表层套管和生产套管的环空，充填在环空中的空隙处，继而在井底压力的作用下沿环形空间上行并在表层套管和气层套管环空靠近井口处聚集，最后从表层套管靠近井口的某连接螺纹处泄露。某些井可听见明显的气体泄漏声，某些可测到一定压力，另有一些井气体从井口附近的地面上泄露出。另外，上述的环空气窜的问题一般发生在一开后固井水泥未上返至地面的井上。
现有处理表层套管和气层套管环空气窜问题的技术是一种止漏技术，具体为在保持生产工况不变的情况下，用夹具包容表层套管上的泄漏点，建立新的密封空腔，以高于泄漏系统介质压力的推力，注入专用密封剂，密封腔内达到足够的密封比压，阻止泄漏，形成新的密封结构。详见专利：一种新型带压堵漏装置(zl201420077277.x)。
该技术缺陷明显，主要是没有从根本上切断泄露气源，没有将充填在环空空隙中的泄露气体替出，没有封堵固井泥浆胶结后遗留的空隙和固井泥浆未返至地面而留下的环空空隙。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中气井一开和二开后固井水泥未返至地面、生产后气层套管存在漏点共同所致的表层套管和气层套管环空气窜的问题。
为此，本发明提供了一种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法，包括如下步骤：1)压井并起出井内管柱；2)在井筒中表层套管底部之下的200m处打可钻式桥塞，并对可钻式桥塞进行试压；3)在可钻式桥塞之上100m处对气层套管进行射孔；4)由套放闸门接出放喷管线进行控制放喷并点火；5)在井口处表层套管外部开挖作业坑；6)在表层套管上距井口2.5m深度处带压打孔，在开孔处安装控制闸门；7)由控制闸门接出放喷管线，并将放喷管线固定；8)打开控制闸门进行控制放喷；9)打开井口下入连续油管，下入深度为可钻式桥塞塞面以上100m处；10)打开套管闸门用清水洗井；11)关闭套管闸门，保持开孔处控制闸门打开，由连续油管管内泵注清水；12)由连续油管管内泵入超细水泥浆直至开孔处连接的放喷管线出口有水泥浆返出；13)关闭控制闸门，继续泵注水泥浆1-3m3；14)停止泵注，起出连续油管，关闭井口闸门；15)带压侯凝至少48小时；16)下入钻磨工具串，将井筒内水泥塞及可钻式桥塞钻除，冲洗至人工井底；17)井筒试压；18)拆除开孔处连接的放喷管线，封堵开孔并回填工作坑。
所述的步骤3)中射孔的穿透深度小于水泥环的厚度。
所述的步骤6)中的控制闸门具有35mpa的承压能力并连接相同承压等级的压力表，带压打孔的开孔孔径不小于50mm。
所述的步骤9)中的连续油管管径不小于2.875英寸。
所述的步骤10)中的洗井为正循环洗井，排量不小于500l/min，清水由连续油管进入经套管闸门返出。
所述的步骤13)中的水泥浆为超细水泥浆体系。
所述的步骤16)中的钻磨工具串包括单向阀、螺杆钻、磨鞋和钻头，单向阀、螺杆钻、磨鞋和钻头自上而下依次连接。
所述的防喷管线为硬质防喷管线。
本发明的有益效果：本发明提供的这种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法，可将充填在气井表层套管和气层套管环空中的泄露流体替出，再置换为符合工程要求的超细水泥浆，最后实现带压侯凝。可有效解决气井生产中的井筒密封失效问题，即气井一开后固井水泥未返至地面、二开后固井水泥未返至地面、生产后气层套管存在漏点共同所致的表层套管和气层套管环空气窜的问题，维护井筒完整，避免气井过早报废，该方法原理简单、操作方便、经济可行。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是一种治理表层套管与气层套管环空气窜方法的示意图。
附图标记说明：1、表层套管；2、射孔孔眼；3、人工井底；4、二开钻井井眼边界；5气层套管；6、可钻式桥塞；7一开钻井井眼边界；8、表层套管与气层套管之间的环空；9、表层套管与地层之间的环空；10、一开后固井水泥返高的界面；11、控制闸门；12、作业坑；13、二开后固井水泥返高的界面。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，这种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法，1)压井并起出井内管柱；2)在井筒中表层套管1底部之下的200m处打可钻式桥塞，并对可钻式桥塞进行试压；3)在可钻式桥塞之上100m处对气层套管5进行射孔；4)由套放闸门接出放喷管线进行控制放喷并点火；5)在井口处表层套管1外部开挖作业坑12；6)在表层套管1上距井口2.5m深度处带压打孔，在开孔处安装控制闸门11；7)由控制闸门11接出放喷管线，并将放喷管线固定；8)打开控制闸门11进行控制放喷；9)打开井口下入连续油管，下入深度为可钻式桥塞塞面以上100m处；10)打开套管闸门用清水洗井；11)关闭套管闸门，保持开孔处控制闸门打开，由连续油管管内泵注清水；12)由连续油管管内泵入超细水泥浆直至开孔处连接的放喷管线出口有水泥浆返出；13)关闭控制闸门11，继续泵注水泥浆1-3m3；14)停止泵注，起出连续油管，关闭井口闸门；15)带压侯凝至少48小时；16)下入钻磨工具串，将井筒内水泥塞及可钻式桥塞钻除，冲洗至人工井底；17)井筒试压；18)拆除开孔处连接的放喷管线，封堵开孔并回填工作坑12，该种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法用于解决了气井生产中的井筒密封失效问题，即气井一开和二开后固井水泥未返至地面、生产后气层套管存在漏点共同所致的表层套管和气层套管环空气窜的生产问题，维护井筒完整，避免气井过早报废，该方法原理简单、操作方便、经济可行。
实施例2：
如图1所示，在实施例1的基础上，所述的步骤2对可钻式桥塞进行试压应参考气层套管的承压能力对桥塞进行试压。
所述的步骤3中射孔的穿透深度小于水泥环的厚度，避免将水层与井筒连通起来，若射孔的穿透深度超过水泥环的厚度会造成后续替水泥浆时水泥浆从水层漏失无法返至地面防喷管线，造成本次治理表层套管与气层套管环空气窜失败。
所述步骤4由套放闸门接出硬质放喷管线，对井内流体进行控制放喷并尝试点火，放喷至返出无流体或返出流体流量稳定后关井，采用硬质放喷管线固定后可避免采用软质管线放喷时井内流体压力较高造成管线摆动伤及井口作业人员，保证施工安全；
所述的步骤5中的作业坑12深度为3m，空间大小容纳3-5人同时工作，提供安装硬质放喷管线安装空间和安装效率，作业坑可采用人工或挖掘机等机械开挖，若采用机械方式卡瓦时应专人指挥作业防止机械开挖时损坏井口套管及其他井口设施。
所述的步骤6中的控制闸门11具有35mpa的承压能力并连接相同承压等级的压力表，考虑气田井口压力通常在20-25mpa，采用35mpa的承压能力控制闸门安全可靠，采用相同承压等级的压力表该量程的压力表可准确读取压力值，为判断流体流量是否稳定提供参考，若采用70mpa承压等级的压力表因量程过大会造成数据读取误差，带压打孔的开孔孔径不小于50mm，带压打孔按行业公知的操作规程进行作业。
所述的步骤9中的连续油管管径不小于2.875英寸，可避免因连续油管管径小于2.875英寸泵入超细水泥浆时泵车作业压力过高，采用2.875英寸连续油管可有效提高施工排量，缩短施工时间，削减施工风险。
所述的步骤10中的洗井为正循环洗井，排量不小于500l/min，清水由连续油管进入经套管闸门返出，排量小于500l/min时无法在短时间内循环出井内杂物，提高施工质量。
所述的步骤11关闭套管闸门，保持开孔处控制闸门打开，由连续油管管内泵注清水，观察并记录开孔处连接的放喷管线出口是否出液，出液量及管线压力，如开孔处连接的放喷管线出口出液正常且压力在正常范围内，确认表层套管和气层套管环空空隙循环通道畅通无漏失，记录出液量及管线压力，继续泵注清水，清水的泵送量不少于2倍的可钻式桥塞以上的井筒容积，确保井口至可钻式桥塞井筒内洗井干净，避免后期替水泥作业时异物堵塞循环通道，提高施工质量。
所述的步骤13中的水泥浆为超细水泥浆体系，采用超细水泥浆有良好的可灌性，可渗透入普通水泥颗粒无法渗透的细砂粉砂混合层、粉砂层和粉土层，有效封固表层套管和气层套管环空空隙，配制超细水泥浆所用的超细水泥可在高水灰比下使用，在高水灰比下仍然具有较高的固砂强度，可满足封固表层套管和气层套管环空气窜施工要求，并实现高耐久性及降低生产成本。
所述的步骤16中的钻磨工具串包括单向阀、螺杆钻、磨鞋或钻头，单向阀、螺杆钻、磨鞋或钻头自上而下依次连接。
实施例3：
如图1所示，在实施例1－2的基础上，具体的实施案例：
本实施例提供一种治理表层套管与气层套管环空气窜的方法，包括如下步骤：
1)某套管完井的二开气井表层套管外径244.5mm，钢级j55，下入深度506m；气层套管外径139.7mm，钢级n80，下入深度3570m；人工井底3560m；该井采用原单上封压裂管柱进行生产，生产2年后发现表层套管靠近井口1.5m处存在漏点，有明显气体泄漏声，经检测可燃气体超标，可以判定为表层套管与气层套管环空发生气窜现象；该井采用二次循环法压井后，起出了井内管柱；
2)采用电缆输送方式，在该井700深井筒处打可钻式桥塞1个，桥塞外径110mm，桥塞坐封正常，井筒试压55mpa,稳定30min后压力未降。可以判定，气层套管上的泄露点位于700m以下井筒某处；
3)在该井600m井筒处射孔，穿透深度小于水泥环厚度。打开套放闸门进行控制放喷，不出液，点火不燃。在井口处于表层套管外开挖深约3m的作业坑；
4)在表层套管上距井口2.5m深度处进行带压打孔，开孔孔径50mm，在开孔处安装有螺纹连接的控制闸门，连接承压35mpa的泄压管线，泄压管线用带水泥基墩的地锚固定。打开控制闸门进行放喷泄压，点火燃，火焰黄红，长3-5m。放喷3小时后，点火不燃；
5)在2.875英寸连续油管至602m井深处，用清水以650l/min排量正循环洗井3周，洗至进出口水色一致。关闭套管闸门，保持开孔处控制闸门打开,以200l/min的排量由连续油管泵入清水约25m3,泵入压力在15-31mpa内波动，由开孔处的返出量与泵入量基本一致，压力稳定。由连续油管泵入密度为1.87kg/m3的超细水泥浆15m3后，可见表层套管开孔处连接的放喷管线的出口有水泥浆返出。关闭开孔处连接的控制闸门，继续由连续油管泵入水泥浆3m3。起出连续油管，关闭井口，带压侯凝72小时；
6)下油管钻除水泥塞和可钻式桥塞，冲洗至人工井底，井筒试压合格；
7)焊接封堵开孔处，回填作业坑。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。