[发明专利]一种平衡压力固井的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田平衡压力固井的工艺方法，属于油气井固井领域。采用该方法在保证固井质量的同时，可达到保护油气储层的目的，满足平衡压力固井的要求。 

背景技术

随着低渗油藏的开发，欠平衡钻井技术的应用越来越广泛。而欠平衡钻进结束后进行固井作业时，为了满足固井“压稳”的需求，往往采用液柱压力大于地层压力的水泥浆密度，在水泥浆注替过程中，固井液极易流入井筒，固井液中的固相颗粒可直接堵塞地层流体通道，使得储层的产能降低；同时固井作业本身就会造成储层由欠平衡状态转变为过平衡状态，从而失去了欠平衡钻井的意义。另外，采用欠平衡钻井技术的地层通常为裂缝性地层、低压地层或枯竭油气层，这些地层的承压能力一般较低，易发生井漏。 

长庆苏格里气田依据平衡压力固井原理以及自身储层特点，针对欠平衡井采用了正注反挤固井工艺技术，并取得了成功。该固井工艺是以平衡压力固井为技术思路，为压稳地层和防止漏失，优选粘滞性前置液和双凝防气窜水泥浆体系，先采用常规固井工艺注替水泥浆，确保套管鞋处固井质量良好，待水泥浆初凝后，严格按照反挤要求，在套管外环空反挤水泥浆，封固井口上部环空；正注和反挤均采用关井候凝，环空加压，确保井口安全。但将该固井工艺技术有时需要反复地施工才能奏效，且在反注中易发生溢流，造成固井作业失败。因此，正注反挤固井工艺技术并不能彻底解决所有欠平衡井的固井问题。 

对于欠平衡钻井所钻遇的溶洞型或裂缝性井眼，为了有效防止漏失或者堵漏失败等复杂井况的出现，可采用分级固井工艺技术，即采用分级箍将长封固井段人为分隔开，通过地面控制来打开和关闭分级箍，使注水泥作业分两次或多次施工来完成，以降低固 井施工中的注、替压力。但分级固井工艺技术对分级箍的安放位置井眼有严格要求(即要求安放处井眼规则且岩性致密)，当分级箍打不开时，必然会造成固井作业的事故，因此，该工艺技术并没有被广泛应用。 

2008年，专利号为CN101139919A的专利公开了一种关于负压固井的系统——负压固井系统及其控制方法，该发明主要是利用U型管压力平衡原理和气体比重低，可被释放出地面的优点，有效实现井漏情况下的固井作业，提高固井质量。固井前，首先通过在井口向中空钻杆或环空冲入一定量的空气或氮气，用声纳测深器所测出环空井下钻井液静液面高度来计算预定压力，然后通过井口泄压阀门调节注入压力，控制井底压力低于地层压力；但该方法仅应用于尾管固井。 

发明内容

本发明提出一种新的平衡压力固井技术——环空注气平衡压力固井技术，该技术以保护油气层为基本出发点，从环空压力控制角度出发对欠平衡井的固井工艺技术进行改进，为欠平衡井形成一套平衡压力固井的工艺方法，解决欠平衡井固井的作业难题，并将进一步推动欠平衡钻井技术的发展。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种平衡压力固井的方法， 

a)在固井封固段采用常规密度的水泥浆体系； 

b)降低环空上部液柱压力； 

c)控制环空井口回压保证薄弱层处压力保持平衡。 

所述的方法，降低环空上部液柱压力主要是采用在环空中钻井液中加入密度较低的减轻材料。 

所述的方法，所述减轻材料为空气。 

本发明提供的固井工艺技术可有效防止地层被压漏，充分保护油气产层；保证水泥环强度；环境污染风险小；适用地层范围广，特别适用于易漏失、低压储层。 

本发明主要是利用气体的密度较低，将气体注入到环空上部的钻井液中，形成环空 气液两相流，来降低环空上部产生的动液柱压力。 

附图说明

图1为环空注气平衡压力固井技术原理，直观地表示了平衡压力固井的具体实施方式。 

图2为环空注气井筒受力分析模型。 

图3为井筒环空流体的受力分析模型。 

图4为固井过程水泥浆进入环空过程中的受力分析图；a水泥浆开始进入环空；b水泥浆到达返高。 

1套管，2节流阀，3混气钻井液，4井壁，5单流阀，6钻井液，7环空，8注气点深度，9钻井液，10水泥浆； 

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。