[发明专利]一种筛管顶部膨胀套管封堵的尾管完井的方法

说明书

技术领域

本发明为一种筛管顶部膨胀套管封堵的尾管完井的方法，涉及石油钻井完井技术领域。

技术背景

完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程，优化和改进完井工艺，同时开发研究完井新技术，对提高油气藏的勘探与开发效果具有极其重要的意义。随着社会经济的高速发展，原油需求量日益增加，深井、超深井、大斜度井、水平井、分支井、小井眼小间隙井等钻井技术的不断兴起，以及老井侧钻技术的高速发展，完井质量直接关系到油井的产量及寿命，对油田开发的经济效益有决定性的影响。因此，优化和改进完井工艺，同时开发研究完井新技术，对提高油气藏的勘探与开发效果具有极其重要的意义。

筛管顶部注水泥完井工艺是油层段使用筛管衬管，采用固井的方式封固油层顶部的异相层及高低压层的一种先进的完井方式，保持了油层的原始渗透率。但筛管顶部注水泥完井工艺多采用管外封隔器、分级箍、盲管以及尾管悬挂器等特殊完井工具配合下部的筛管共同实施，配套工具复杂，其性能和质量的优劣直接影响到尾管完井施工的顺利进行和施工的成败，任何一个环节出现问题，都会影响完井质量。现有的尾管悬挂器及管外封隔器，由于自身结构的制约，通径受到限制，对于尾管的后期作业带来许多不利的影响，对一些待殊井进行尾管完井作业难以满足目前的生产需要，有时甚至造成重大井下事故。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种对尾管实现简易有效地悬挂密封，避免了常规筛管顶部注水泥完井方法的不足的筛管顶部膨胀套管封堵的尾管完井方法。

其技术方案是：（一）完井管柱的装配：在膨胀套管1下端部预先扩径后插入启动装置6，中心管9穿过膨胀套管1与启动装置6相连，膨胀套管1底端和筛管2相连，膨胀套管1外壁上间隔设置着多段橡胶环5，启动装置6与膨胀套管1内壁形成滑动膨胀配合，启动装置6最大外径与膨胀套管1的壁厚之和略小于技术套管4的内径，启动装置6最大外径与橡胶环5和膨胀套管1的壁厚之和略大于技术套管4的内径；（二）其施工过程是：将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置后，从井口通过中心管9驱动启动装置6沿待膨胀的膨胀套管1上行，使膨胀套管1产生径向永久性塑性变形，同时硫化在膨胀套管1上的多段橡胶环5被压缩在膨胀套管1外与技术套管4的环空内。

上述方案的优化方案是：启动装置6是在中心管9的下部连接密封堵头8，密封堵头8向上间隔设置膨胀锥7后形成膨胀腔11，其间隔处设置与中心管9内部贯通径向导流管10，膨胀锥7 为上窄下宽的锥体通孔结构，密封堵头8底部设置与金属球配合的球座通孔，膨胀锥7和密封堵头8分别与膨胀套管1形成密封配合；其施工过程是：将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置后，从井口通过中心管9内投入一金属球，坐封到安装在启动装置6内的密封堵头8上的球座后，形成密封腔；然后从井口通过中心管9泵入流体，流体经过中心管9上的径向导流管10进入膨胀腔11，随着流体的泵入，膨胀腔11内的压力升高，当压力达到膨胀套管1的额定膨胀压力时，推动膨胀锥7沿着中心管9向上做轴向滑动，膨胀锥7将膨胀套管1及橡胶环5径向膨胀，使膨胀套管1产生径向永久性塑性变形，使硫化在膨胀套管1上的多段橡胶环5被压缩在膨胀套管1外的环空内。

膨胀套管1通过转换接头3连接在筛管2顶部，转换接头3两端加工有螺纹的通孔结构。

该方法设计的膨胀套管技术就是将管柱下到井内，以机械或液压的方法，使管柱发生永久性塑性变形，使井眼或生产管柱的内径扩大。该技术能够增加套管层次，简化井身结构，节约钻井成本；在封堵复杂层上具有明显优势，通过膨胀套管上的橡胶环膨胀后紧贴于井壁，从而达到封堵目的，同时具有增大了管柱内径。膨胀套管技术为我们提供一种更灵活的完井方式。

本发明的优点在于：

1、具备良好的密封悬挂功能，完全解决技术套管与尾管重叠段的环空漏失问题，使尾管和技术套管之间的重叠段可以小于10m，大幅度减少常规筛管顶部注水泥完井方法中尾管的使用量，从而节约套管和固井成本。

2、消除了常规悬挂器卡瓦对上层套管造成的损伤，可提供更大的悬挂力和可靠性，并且坐挂对技术套管产生的应力小。

3、内通径远大于配套使用的尾管，并呈上喇叭口状，增大内部的有效流动面积，便于后期采油与作业。

4、膨胀套管上的橡胶环随膨胀套管一起膨胀，保证橡胶环与技术套管和井壁紧密接触，从而起到封隔复杂层和尾管串防窜的目的，可采用遇水自膨胀橡胶提高密封效果，橡胶遇水膨胀时间可控制。

附图说明