[发明专利]一种治理天然气井套间气窜的方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气开发领域，特别涉及一种治理天然气井套间气窜的方法。

背景技术

由于气窜引起的天然气井井口气体滞留和井口压力升高(sustained annular pressure)即环空带压问题一直是是世界上许多油气田面临的严重问题，使很多气井存在安全和环境的隐患。我国的四川、克拉玛依等许多气田都不同程度地受到井口窜气的困扰，产生了较大安全和环境压力。

解决气井环空带压问题的基本方法是采用挤水泥大修井修复方法和化学堵漏修复方法，但由于窜气通道尺寸微小很难挤入，成功率低，许多损伤井的修复作业需要进行2-3次。修复后的气井往往在很短时间内又可能出现问题，需要重新修复。如哈萨克斯坦让那若尔油田在对井口窜气的油气井采用在封固段上部射孔注入水泥封堵的办法，有效期只有一个月左右，多数井在修井后再次发生井口窜气。多数环空带压的油气井由于井身结构和工程条件的限制，无法进行有效的修复。

为保证天然气田安全高效的开发，必须解决天然气井环空带压问题。同时地下储气库的建设对气井水泥环的密闭可靠性和耐久性提出了更高的要求，对气井水泥环窜气通道自修复的技术方法要求更加紧迫。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种治理天然气井套间气窜的方法，基于一种损伤自修复的理念，能够提高天然气井固井质量，提高气井固井水泥环的耐久性和可靠性，减少气井维护成本，保证气田开发的安全性和经济效益。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种治理天然气井套间气窜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，将固井水泥环自修复剂与水按照重量比(10～30)∶(100～120)的比例配制成自修复液，所述固井水泥环自修复剂是硅酸钠、硅酸钾、甲基硅酸钠、二甲基硅酸钙或者碳酸钠；

第二步，对发生井口窜气的天然气井，将天然气井井口压力卸掉，然后将所述自修复液挤入天然气井的套间窜气环空；

第三步，施工及养护过程中保持井口压力高于当时的井口带压值3～5MPa，如果压力小应及时补压，憋压养护时间保持一个月以上。

所述第二步中，对发生井口环空窜气，固井水泥浆未返到地面的天然气井，将天然气井井口压力卸掉，然后将所述自修复液挤入天然气井的套间窜气环空，置换或替换原有套间环空流体，施工时保持挤入压力高于当时的井口带压值3～5MPa。

所述第二步中，对发生井口环空窜气，固井水泥浆已返到地面的天然气井，将天然气井井口压力卸掉，然后将装有所述自修复液的高压密封容器连接到天然气井的套间窜气环空，使用泵车将所述自修复液挤入井口的窜气套间水泥环，施工时保持挤入压力高于当时的井口带压值3～5MPa。

上述的“当时的井口带压值”是指指施工前天然气窜到井口的压力。

本发明的另外一种治理天然气井套间气窜的方法，主要是针对新完井的天然气井，包括以下步骤：

第一步，将油井水泥缓凝剂、固井水泥环自修复剂与水按照重量比(0.2～6)∶(10～30)∶(100～120)的比例配制成自修复液，所述固井水泥环自修复剂是硅酸钠、硅酸钾、甲基硅酸钠、二甲基硅酸钙或者碳酸钠，所述油井水泥缓凝剂是磺化单宁SMT、葡萄糖酸钠、柠檬酸、有机磷酸盐、硼酸钠或者合成高温缓凝剂AMPS共聚物；

第二步，用所述自修复液代替固井前置液，固井时先泵入自修复液，然后再泵注固井水泥浆，固井水泥浆凝固后自修复液就被自然放置在水泥环的顶部，随时对天然气的窜气通道进行自动修复。。

该方法中，所述第二步，对于设计需要固井液返到地面的天然气井，用所述自修复液代替固井前置液和50-100m的固井水泥浆，自修复液的体积＞7m³，先注入所述自修复液后再注固井水泥浆，保持水泥浆顶部距井口50～100m而不返到井口，留50-100m的套管环空存放修复液，水泥浆凝固后所述自修复液被自然放置在水泥环顶部到井口的环形空间内，随时对天然气的窜气通道进行自动修复。

该方法中，所述自修复液是固井过程中代替固井前置液放置在凝固后的固井水泥环顶部的。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)用硅酸盐和碳酸盐作为天然气井固井水泥环井口窜气的自修复剂，通过相应的施工工艺的配合，实现对天然气井井口窜气的预防和自修复，避免复杂昂贵和危险的大修井作业。

(2)用自修复液代替现有的固井前置液，使固井前置液赋予对窜气通道自修复的新功能。

(3)在石油天然气井首次提出井口窜气自修复的新模式和新工艺。