[发明专利]一种固井用组合式套管短节及固井的方法在审

专利信息
申请号: 201911222331.9 申请日: 2019-12-03
公开(公告)号: CN110821415A 公开(公告)日: 2020-02-21
发明(设计)人: 姚勇;焦建芳;王良才;罗德明;张朝举;铁忠银;颜磊;曾夏茂 申请(专利权)人: 中石化石油工程技术服务有限公司;中石化西南石油工程有限公司固井分公司
主分类号: E21B17/00 分类号: E21B17/00;E21B33/13
代理公司: 成都蓉信三星专利事务所(普通合伙) 51106 代理人: 陈丽华
地址: 100020*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 固井用 组合式 套管 方法
【说明书】:

发明公开了一种固井用组合式套管短节及固井的方法,固井用组合式套管短节由中空的套管短节本体和外套筒组成,套管短节本体的直径小于外套筒的直径,套管短节本体穿过外套筒与外套筒同心的固定连接在一起,并在套管短节本体与外套筒之间形成一个密闭的环形中空。由于套管短节本体和外套筒之间形成了空气夹层,使来源于套管短节本体的压力不会传递到外套筒,因而外套筒与水泥之间不会产生微间隙,从而避免气窜的产生。该结构加工简单,使用方便,具有轻便、易操作、经济性好等优点,采用组合式套管短节的固井方法可广泛适用于各类高压气(油)井的固井作业。

技术领域

本发明属于石油、天然气、地质钻探技术领域,特别是涉及固井套管柱结构设计及固井方法。

背景技术

页岩气是一种清洁、高效新型能源。由于页岩气储层分布连续及低孔、低渗的特性,需要通过压裂改造,形成网络裂缝,才能形成页岩气产量。页岩气井通常采用固井后下可钻桥塞来实现多级压裂,压力高达60-100兆帕。固井的目的是通过在所钻地层和套管的环形空间注水泥,来防止所钻各地层之间出现流体窜流而保证长期层间封隔,而页岩气水平井所实施的压裂改造反复对套管进行挤压,在这过程中套管经受应力反复作用可能引起套管外壁与水泥之间产生微间隙,或者水泥石产生微裂缝,都会破坏水泥环的完整性,形成气窜通道,导致井内气体窜到井口,也就是“井口带压”的现象,严重影响后期的开采,对安全生产带来隐患。

目前,主要通过改善水泥石的力学性能来保持水泥环的完整性,如在水泥浆中添加弹性剂从而降低水泥石的弹性模量,来应对反复的外界压力冲击。然而此方法只能尽可能的保持水泥环的完整性,并不能阻止套管与水泥环之间的间隙产生,因此即使水泥环在压裂过程中完全没有被破坏的情况下,套管与水泥石之间界面会出现剥离,气窜通道依然存在。

发明内容

针对页岩气井压裂后环空带压问题,本发明提供了一种新的解决办法。即设计一只特殊的中空套管短节连接在两段油层套管之间,增强该处套管的抗应变能力,从而阻断气窜通道,保持井筒完整性,避免环空带压的情况发生。

以下为本发明的具体技术方案:

一种固井用组合式套管短节,由中空的套管短节本体和外套筒组成,所述套管短节本体的直径小于所述外套筒的直径,所述套管短节本体穿过所述外套筒与所述外套筒同心的固定连接在一起,并在所述套管短节本体与所述外套筒之间形成一个密闭的环形中空,所述套管短节本体与油层套管直径相同,且所述套管短节本体与相邻的油层套管同心的固定连接在一起。

优选的,所述环形中空的径向宽度至少大于等于1mm。

优选的,所述环形中空的径向宽度为3mm ~5mm。

优选的,所述组合式套管短节每只长4m~6m。

采用组合式套管短节固井的方法,按以下步骤进行:

(1)将所述套管短节本体与所述外套筒组装在一起,构成所述组合式套管短节;

(2)间隔地将所述组合式套管短节安装于油层套管之间。

优选的,至少有2只或只2以上所述组合式套管短节间隔地安装于油层套管之间。

优选的,在距离井口1000m~2000m处的直井段位置,间隔地在油层套管之间安装4只所述组合式套管短节。

采用本发明的组合式套管短节具有明显的技术效果:该短节为中空套管,当对套管内部实施压裂的时候,套管短节本体产生微形变,由于套管短节本体和外套筒之间形成了空气夹层,使来源于套管短节本体的压力不会传递到外套筒,因而外套筒与水泥之间不会产生微间隙,从而避免气窜的产生。该短节加工简单,使用方便,具有轻便、易操作、经济性好等优点。可广泛适用于各类高压气(油)井的固井作业。

附图说明

图1组合式套管短节在固井作业中的工作示意图

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