[发明专利]页岩气井防套变固井方法

说明书

本发明公开了一种页岩气井防套变固井方法，该方法包括：钻井，在所述钻井过程中钻穿页岩气井中根据预定方式确定的易套变段；将绕层固井装置连接在套管上，所述绕层固井装置上设置有两个间隔设置且能向外涨开的封隔器；下入所述套管，并使所述封隔器分别位于所述易套变段顶部的上界和底部的下界处；向底部呈封闭状态的所述套管内泵注钻井液，憋压后涨开所述封隔器，继续向所述套管内泵注钻井液，憋压，直至所述套管的底部被打开；向所述套管与井壁之间的环空泵注水泥浆，所述水泥浆注入到所述易套变段以外的环空内，所述易套变段环空中无水泥浆存在。本发明能够较佳地防止页岩气井中的套管发生变形。

技术领域

本发明涉及页岩气完井工程技术领域，尤其涉及一种页岩气井防套变固井方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

在现有的页岩气井开采过程中，普遍存在页岩气井套管变形严重的问题。经数据统计，截至2018年10月，长宁-威远区块共压裂195口页岩气井，其中89口井发生套变，占比46％。在长宁区块，91口井有29口井发生套变，占比31.9％。2018年已完成的压裂井共计30口，其中有13口(7口密切割井)发生套变，套变发生率已达到43％。在威远202区块，53口井有43口井套管发生变形，占比81％。威远204区块51口井有17口井发生套变，占比33.3％。整体上，套管变形严重影响了页岩气井的产能。以川庆钻探在威远区块完成的57口井为例，套管变形丢段折算段长达到9221米，相当于6口标准井水平段长。如果按每口井产能为0.8亿方，相当于影响了4.8亿方最终采气量，摊至所有57口井，每口井影响产量842万方。

研究发现：页岩气水平井套变均表现为外挤或剪切导致的缩颈现象，基本定性为页岩层沿着断层、裂缝、层理等弱面滑移诱发。源动力为压裂液注入致页岩层抬升、弱面滑移两种模式。其中，页岩层膨胀/抬升致套变模式表现为大量压裂液和支撑剂进入地层，地层发生膨胀和抬升，导致天然裂缝或层间滑动引起剪切套变，同时由于地层抬升时拱起半径的不同，导致层间滑动，造成套管变形。而页岩裂缝/断层滑移致套变模式表现为：地层发生膨胀/抬升过程中，遇到天然裂缝，剪切力达到临界值时，会激发天然裂缝滑动，造成套管变形。在此过程中如有压裂液进入天然裂缝，使裂缝内孔隙压力提高，裂缝粘滑系数降低，更易激发天然裂缝滑动，使套管变形加剧。套管变形主要发生在压裂段中后部、具有裂缝/断层及岩性界面/层理的地层以及固井质量优良的地层。其中固井质量优等率与套变呈显著的正相关性。

基于以上研究，同时结合管柱力学分析，国内外专家提出了一系列预防页岩气井套变的对策及建议，包括：提高套管壁厚和强度、优化水泥石性能等手段。但是目前长宁-威远区块已普遍采用高钢级和壁厚套管(Q125等)，套变率仍然非常高。而且实践表明：增加套管的强度(厚壁套管、双层套管等)对缓解岩层滑移引起套损的作用微乎其微，反之降低滑移面附近套管和水泥环的刚度可以缓解套管变形。同时经过实验和数模论证发现改变水泥石性能也难以解决套管剪切破坏。

因此，有必要提出一种新的页岩气井防套变固井方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的发明目的在于提供了一种页岩气井防套变固井方法，能够较佳地防止页岩气井中的套管发生变形。

本申请实施方式公开了一种页岩气井防套变固井方法，该页岩气井防套变固井方法包括：

钻井，在所述钻井过程中钻穿页岩气井中根据预定方式确定的易套变段；

将绕层固井装置连接在套管上，所述绕层固井装置上设置有两个间隔设置且能向外涨开的封隔器；

下入所述套管，并使所述封隔器分别位于所述易套变段顶部的上界和底部的下界处；

向底部呈封闭状态的所述套管内泵注钻井液，憋压后涨开所述封隔器，继续向所述套管内泵注钻井液，憋压，直至所述套管的底部被打开；