[发明专利]用于对封装管状构件的环空进行密封的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于将管状构件封装在井眼内的环空进行密封的方法和系统。该系统和方法可应用于衬管在井眼内的固结。

背景技术

径向扩张管状构件的技术在从地层生产油气的工业中得到越来越多的应用。井眼通常配备一个或更多个套管或衬管，为井眼壁提供稳定性和/或在不同地层之间提供区带隔离。“套管”和“衬管”指用于支撑和稳固井眼壁的管状构件。典型地，套管从地表延伸进井眼，而衬管从一定深度进一步延伸进井眼。然而，在本文中，术语“套管”和“衬管”可以互换使用且没有刻意的区别。

在常见的井眼结构中，多个套管以不同的深度间隔设置且嵌套布置。在此，每个随后的套管通过前一个套管下放并因而具有比前一个套管更小的直径。结果，用于油气生产的井眼的有效横截面积随深度减小。

为了避免此种缺陷，可以在井眼内预定深度处径向扩张一个或更多个管状构件，如形成扩张的套管、扩张的衬管或抵靠已有套管或衬管的叠置层。另外，已提出径向扩张每个随后的套管到与前一个套管直径基本相同，以形成单一直径的井眼。与常见嵌套布置相反，这样获得井眼的有效直径沿其深度(的一部分)保持基本不变。

WO2008/006841公开了用于在井眼中径向扩张管状构件的井眼系统。管状构件的壁被径向向外扩张并沿轴向相反方向弯曲，从而形成围绕管状构件的未扩张部分延伸的已扩张部分。通过例如压或推的方式而使未扩张部分移动进入已扩张部分，使已扩张管状部分的长度增加。这里，已扩张部分保持已扩张的管状。在未扩张部分的顶端，未扩张部分例如可通过增加管部分或解卷、折叠和焊接薄片材料形成管状的方式来延伸。

当使用WO2008/006841的系统给井眼加衬时，已扩张管状构件和井眼壁之间的环空与传统套管系统比相对小。已扩张管部分接近井眼壁或甚至与井眼壁接触。因此，不可能执行常规的注水泥工作，在以嵌套布置形式使用传统套管时，注水泥工作典型地用于建立区域隔离。这里，注水泥工作意味着在封装衬管或套管的环空内施加水泥。

在传统注水泥工作中，形成水泥的浆体通过钻柱和钻柱的井下端部向井下泵送，随后通过套管或衬管与井眼壁之间的环空向上泵送。可替换地，水泥浆体可在容纳在两个水泥塞之间的情况下被泵送通过套管的内流体通道。

使用WO2008/006841所公开的系统时，由于反转的管和井眼壁之间的环空相对较小，需要相对高的压差来将水泥浆体泵入环空中。另外，将水泥浆体泵入较小的环空中可导致不均匀地填充环空。另外，外翻的管沿其长度的至少一部分结合井眼壁，使所述环空从井下端到地表缺乏连续流道。当反转管沿一定长度结合井眼壁并由此建立区域隔离时，流体或水泥浆体将不可能通过环空进行流动。

类似于WO2008/006841中公开的系统，WO2009/074643公开了一种用于扩张管状构件的系统。其中，一管道延伸进入管状构件的已扩张部分和未扩张部分之间的盲环空。该管道能够实现使用一种替代流体来驱替上述盲环空中的流体。

但是，WO2009/074643所披露的系统缺少如何在围绕已扩张管状部分(即，已扩张管状部分和井眼壁或另一个套管之间)的环空内敷设水泥的任何指示。上述环空的上部例如通过使用水泥而被区域隔离或由于已扩张管状部分结合井眼壁而被区域隔离，并从而形成区域隔离区。环空的上部被隔离则使在所述环空中设置用于驱替流体的管道变成不可能实现，或者不可能以传统方式泵送水泥浆体。对于WO2008/006841中的系统也存在上面所描述的相同问题。

本发明旨在克服上述问题。

发明内容

本发明因此提供一种用于对可扩张管状构件的已扩张部分周围的环空进行密封的方法，所述可扩张管状构件封装带地层测试器的钻柱，其中，可扩张管状构件的壁的井下端部分径向向外弯曲并沿轴向反向弯转，从而限定围绕可扩张管状构件的未扩张管状部分延伸的已扩张管状部分，该方法包括以下步骤：

i)将第一钻井液引入井眼内；

ii)使用悬撑在所述带地层测试器的钻柱端部的钻井工具钻制井眼的裸眼区段；

iii)用密封液驱替所述第一钻井液；

iv)通过将未扩张管状部分推入已扩张管状部分中，将管状构件延伸入井眼的裸眼区段；

v)将部分密封液冲洗出井眼，使环空中充有密封液层。