[发明专利]利用振动来帮助水泥充填的井废弃

说明书

对油井或气井注水泥以便废弃的方法，包括在生产封隔器8的上方切割生产管道6、在管道中布设管道塞9并且随后切割该管道。桥塞可安装在切口的位置处，该桥塞跨越井套管3的整个直径。利用装配至井口的送入工具，包括搅拌器24、封隔器21和爆裂接头23的搅拌器组件20在电缆上沿管道被向下送入。水泥之后被注入管道6中，水泥流动通过搅拌器组件并引起管道振动。水泥填充管道但也在位于套管与生产管道之间的A环空向上返回。管道的振动有助于在井的足够长度上形成全面围绕环空的良好品质的水泥。

技术领域

本发明涉及油气井的废弃且更具体地涉及例如在井已达到它们的生产寿命的末期时利用水泥或其它可凝固介质的井的封堵。本发明还涉及一种用于封堵井的装置以及一种被封堵井。

背景技术

在油井或气井不再具有经济意义时或者在井存在意味着无法再生产或意味着井完整性已在某种程度上受到损坏的问题的情况下或出于其它原因，井可能会被废弃。必须在废弃该井之前封堵井，以例如防止烃类产品从井中泄漏。通常，可通过向井中注入可凝固的物质或介质例如水泥来实现封堵。

有必要确保岩石与岩石间形成跨井孔的整个直径延伸的完整屏障。在最初形成井时，该井通常将会衬设以钢质套管并且通常会将水泥填充在套管与岩层之间。假如所述水泥的状态良好，则该井可通过保持套管和原始水泥不动并在钢质套管的内部进一步填充水泥来有效地封堵。

在该井正生产油和/或气时，钢质生产管道在该套管内延伸经过该井。生产管道被连接至位于井口的已知为采油树的复杂的阀装置。在封堵操作中，一般地，将该采油树移除并且在井口安装防喷器以便取回生产管道。之后移除生产管道、在套管中安装封隔器并且之后沿井向下泵送水泥。这样便形成底部位于封隔器上的液体水泥柱；一旦输送了所需长度的水泥柱，便等待水泥凝固并从而建立封堵。

通常，这种技术可靠地形成了有效的水泥塞。然而，采油树和生产管道的移除是浪费时间并且昂贵的，并且另一种理论上可行的方法是在不移除管道或采油树的情况下将水泥输送通过生产管道。可行的是，在生产封隔器上方在管道上切口或钻孔并且之后经由生产管道将水泥注入井中，从而使水泥在填充该管道的内部的同时经生产管道的被切割端或穿孔流出并向上返回进入位于套管与管道之间的环形空间中。以这种方式，至少在理论上能在不移除该管道和采油树的情况下建立起跨越井的整个横截面的水泥塞。如果这种技术能够实现，则它将具有相当大的成本优势。

遗憾的是，经常发现采用这种技术形成的水泥屏障是不充分的并且因此该技术是不实用的。在不期望被理论束缚的情况下，本发明人相信这种情况的主要原因是生产管道通常不是居中地位于套管中并且水泥由于其粘度而可能无法在套管与管道挨着或接触时在它们之间通过。

与典型地居中地位于井孔中并利用间隔装置与裸岩分开的套管(即井的钢质外管)不同，管道仅在井的顶部和底部处居中。管道的长度和柔韧性使得管道不可避免地在其长度的一大部分上会靠在套管的内侧上。这即使是在基本上竖直的井中也会发生，因为仅仅是很小角度的倾斜也将意味着管道不会在套管内居中地垂下。管道与套管的内侧的接触很可能是贴合的，因为这两个表面均是平滑的机加工表面。

在不希望被理论束缚的情况下，本发明人相信这便是为何最终的水泥塞趋向于围绕管道或至少在管道的足够长度上不会形成完整隔离的径向结合。

还可能存在导致水泥屏障被发现不足够的其它原因，这目前可能尚未被本发明人完全理解。

搅动水泥以改善凝固的水泥的品质是普遍已知的技术。在油和天然气行业，(至少从学术论文和专利公开文献中)已知在于套管中将水泥注入井眼中时搅动该套管。也就是说，当井被准备好时，水泥可被填充在位于地层岩石与套管的外表面之间的环形空间中并且在该过程中，套管可被来回地移动。这是相对容易实现的，因为很容易在井口处接近套管以使套管移动。