[发明专利]一种用于高温地热井的防喷水泥浆固井方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井方法，尤其涉及一种用于高温地热井的防喷水泥浆固井方法及装置。

背景技术

高温地热井的主要特点是井内温度高，通常可达150℃～300℃，此温度可以直接影响硅酸盐，使其产生不良的水化反应，并且消化反应的产生会降低水泥的强度，从而引起高温地热井发生井涌或者井漏。另外，上述温度还会缩短水泥浆的凝固时间，因此在注入水泥浆之前，需要向进内注入大量冷水进行循环降低井内温度，并加入缓凝剂，以延长水泥浆的凝固时间。然而，由于水泥浆的密度、地热井所处地层以及地热井内温度的不确定性，无法保证地热井的固井效果。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于高温地热井的防喷水泥浆固井方法及装置，用于解决现有技术中地热井所处地层以及井内温度和水泥浆密度的不确定性引起的地热井固井效果较差的问题。

本发明实施例提供了一种用于高温地热井的防喷水泥浆固井方法，所述方法包括：

向高温地热井中泵入清水以使地层温度降至预设温度；

向所述高温地热井内放置套管到预设位置；

向所述套管内依次泵入下胶塞、隔离液以及泵入预设密度的水泥浆至所述套管口位置；

经过第一预设时间后，向所述地热井内依次泵入上胶塞和钻井液直至所述上胶塞碰压；

在所述上胶塞碰压后第二预设时间内判断所述水泥浆是否满足预设条件，若是则完成所述高温地热井的固井工作。

可选地，所述水泥浆中加入预设含量的密度调节剂。

可选地，所述水泥浆密度取值范围为1.0g/cm³-1.4g/cm³。

可选地，所述第二预设时间取值范围为48～72小时。

可选地，所述预设条件为水泥浆的失水量不大于60ml，抗压强度不小于10.8兆帕。

可选地，所述方法还包括：

当完成所述高温地热井的固井工作后，将钻头穿过所述套管继续钻进后续地层。

可选地，注入水泥浆过程中所述套管内压力满足：

Pp<Pa＜Pf；

式中，Pp表示井漏压力，Pa表示套管内压力，Pf表示进涌压力。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于高温地热井的防喷水泥浆固井装置，所述装置包括：

清水泵入模块，用于向高温地热井中泵入清水以使地层温度降至预设温度；

套管放置模块，用于向所述高温地热井内放置套管到预设位置；

水泥浆泵入模块，用于向所述套管内依次泵入下胶塞、隔离液以及泵入预设密度的水泥浆至所述套管口位置；

钻井液泵入模块，用于经过第一预设时间后向所述地热井内依次泵入上胶塞和钻井液直至所述上胶塞碰压；

判断模块，用于在所述上胶塞碰压后第二预设时间内判断所述水泥浆是否满足预设条件，若是则完成所述高温地热井的固井工作。

可选地，所述水泥浆泵入模块还用于向所述水泥浆中加入预设含量的密度调节剂以使所述水泥浆密度取值范围为1.0g/cm³-1.4g/cm³。

可选地，所述装置还包括：

钻井模块，用于在完成所述高温地热井的固井工作后将钻头穿过所述套管继续钻进后续地层。

由上述技术方案可知，本发明通过向高温地热井中泵入清水，可以冷却地层使其温度降至预设温度，还可以将该高温地热井中的碎屑替换出来以保持其整洁；然后向该高温地热井中放置套管到预设位置，并依次向该套管内泵入下胶塞、隔离液以及预设密度的水泥浆至套管口位置；经过第一预设时间后，向所述地热井内依次泵入上胶塞和钻井液直至所述上胶塞碰压，在碰压后第二预设时间内若满足预设条件则完成固井工作。本发明实施例中，经过第一预设时间后再泵入上胶塞和钻井液是为了使套管底部的水泥浆初凝，这是由于套管底部的水泥浆具有密度较大并且温度较高，底部水泥浆可以较上部的水泥浆先期初凝，可以保证水泥浆进入套管与井壁之间的速度以及压力。另外通过调节水泥浆密度，可以控制水泥浆进入套管与井壁的速度以及压力，进而可以控制固井中的水泥浆漏失量，从而达到提高固井质量的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。