[发明专利]防止高压气井尾管固井后气窜的方法

说明书

本发明公开了一种防止高压气井尾管固井后气窜的方法，包括：在尾管固井替浆阶段，在送入钻具的中部替入加重钻井液，建立下步起钻阶段的套压；替浆作业结束后，借助送入钻具内加重钻井液建立起的套压，地面回压泵和节流阀组协同动作，保持钻具水眼液面高度，实现恒定套压起钻；起钻至设计井深，对加重钻井液在钻具内、加重钻井液出管鞋上返、加重钻井液全部到达环空、加重钻井液循环出井口各阶段不同环空浆柱时刻实施不同的地面回压补偿，使高压气层压稳而不压漏。本发明针对固井注替水泥浆结束之后的环空精细压力控制，实现尾管固井全程压力控制无短板，杜绝固井后环空水泥浆柱静止期间由于起钻抽吸、胶凝失重等导致的气窜现象。

技术领域

本发明涉及一种防止高压气井尾管固井后气窜的方法，用于石油天然气勘探开发的固井尾管作业，属于油气田固井工程技术领域。

背景技术

川渝地区属盆地区域，地质构造复杂，地层横向差异大、纵向油气水漏显示多、压力层系多，尤其是川西探区下二叠系及以下深部储层，纵向上复杂的压力层系使各层套管难以满足对不同地层压力实施有效分段封隔，从而导致同一井段喷、漏、卡、塌、高压盐水等多个工程复杂情况共存。钻遇目的层局部裂縫发育、存在压力漏斗等情况，在钻遇高压气层的井眼内，同时存在裂缝型漏失层，安全密度窗口窄，固井导致的气窜时有发生。龙岗062-C1井飞仙关地层压力系数1.76～1.91，固井施工期间气层最高动当量密度仅为1.88g/cm³,造成飞仙关高压气体持续进入环空，最终导致114.3mm尾管喇叭口窜气。龙探1井由于168.3mm尾管固井后栖霞组窜气，被迫实施3次挤水泥作业任未能封固栖霞高压气层，导致下一开次志留系~龙王庙组顶不能实现降低钻井液密度，钻进风险极大。由于气层和漏失层当量密度与钻井液密度非常接近，均在2.00~2.50 g/cm³之间，是典型的超高压窄安全密度窗口地层。

针对高压气井窄密度窗口状况，现已通过浆柱结构设计、流变性能调整、水泥浆防窜性能提升、注替工艺参数优化等技术攻关，形成了一套较为成熟的近平衡尾管固井技术。这项技术针对漏喷同存、窄密度窗口的复杂井况，固井作业前循环降低全井钻井液密度，有利于固井作业期间环空浆柱动态当量密度控制在气层压力与漏失压力之间，实现注替水泥浆期间一次性上返至喇叭口，井筒环空高效填充的目的。也就是说，现有工艺对于固井期间连续泵注条件下是完全可以通过参数调整实现对压力敏感层系压稳而不压漏的目的。但是，水泥浆注替到位停泵后，需要将送入钻具提离水泥塞面，送入工具前端防砂帽外径较大，如何实现在环空浆柱静止且有抽吸压力存在的情况下完成起钻循环作业而不诱发气窜，一直未寻求到一种切实可行的方案。固井尾管送入管串不同于钻井管柱，为确保胶塞通径，不能在送入管串上接入止回阀，所以钻井流程的控压起钻方式并不适用于尾管固井碰压后的起钻作业。固井水泥浆开泵注替期间能够达到气层的动态压稳，注替结束后环空水泥浆处于静止状态，失去了环空摩阻，还要损失起钻抽吸压力，并且产生水泥浆水化胶凝失重，作用于气层的压力会降低5%～8%，这是发生环空气窜最危险的时刻。

针对高压气井尾管固井作业的特殊性和现有技术的缺陷，需要发明一种新的起钻、循环方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种防止高压气井尾管固井后气窜的方法。本发明针对固井注替水泥浆结束之后的环空精细压力控制，实现尾管固井全程压力控制无短板，杜绝固井后环空水泥浆柱静止期间由于起钻抽吸、胶凝失重等导致的气窜现象。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防止高压气井尾管固井后气窜的方法，其特征在于：在尾管固井替浆阶段，在送入钻具的中部替入加重钻井液，建立下步起钻阶段的套压；替浆作业结束后，借助送入钻具内加重钻井液建立起的套压，地面回压泵和节流阀组协同动作，保持钻具水眼液面高度，实现恒定套压起钻；起钻至设计井深，对加重钻井液在钻具内、加重钻井液出管鞋上返、加重钻井液全部到达环空、加重钻井液循环出井口各阶段不同环空浆柱时刻实施不同的地面回压补偿，使高压气层压稳而不压漏。

所述方法具体包括如下步骤：