地下儲氣庫水平井完井管柱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種地下儲氣庫水平井完井管柱，包括外層管柱和穿設(shè)于外層管柱內(nèi)的內(nèi)層管柱；內(nèi)層管柱由上部的油層套管串和連接于油層套管串底端且呈水平設(shè)置的篩管串構(gòu)成；篩管串的底端設(shè)有洗井密封總成和引鞋，篩管串包括多段篩管和連接于各段篩管之間的第一遇油膨脹封隔器；油層套管串包括多段氣密封扣套管和由上向下順序連接于各氣密封扣套管之間的分級注水泥器、永久壓脹式管外封隔器、投球關(guān)閉式盲板和浮箍；油層套管串與篩管串之間連接有一第二遇油膨脹封隔器；第二遇油膨脹封隔器的設(shè)置位置與外層管柱的底端位置對應(yīng)。本實(shí)用新型套管密封好、固井質(zhì)量高、抗腐蝕性能強(qiáng)、使用壽命長，使用壽命達(dá)到50年以上。
【專利說明】地下儲氣庫水平井完井管柱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種石油天然氣鉆完井設(shè)備，尤其涉及一種地下儲氣庫水平井完井管柱。

【背景技術(shù)】
[0002]地下儲氣庫天然氣具有易燃、易爆、易竄的特性，目前儲氣庫所發(fā)生的天然氣泄漏事件，大多數(shù)是由于井筒工程原因而導(dǎo)致天然氣從注采氣井的套管或注采氣井套管固井膠結(jié)面上竄移漏失的，因此在儲氣庫的建設(shè)中，最重要的是考慮儲氣庫的密封性問題，即保證地下儲存的天然氣不能向非儲氣層運(yùn)移。
[0003]儲氣庫注采井具有注氣、采氣雙重功能，其井內(nèi)介質(zhì)為雙向氣流動，同時注入、采出壓力和溫度不斷變化，井的使用壽命不受可采儲量的限制，使用壽命要保持50年以上，所以對完井管串的強(qiáng)度、密封性、耐腐蝕性等提出更高的指標(biāo)。另外，儲氣庫在使用過程中地層壓力反復(fù)變化，因而對水泥石強(qiáng)度、致密性及水泥環(huán)與套管、井壁的固結(jié)質(zhì)量提出了更高要求，在井的全部注采期內(nèi)，不得出現(xiàn)氣體的漏失、竄移，以免造成經(jīng)濟(jì)損失、影響井的使用期限及發(fā)生不安全因素。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種地下儲氣庫水平井完井管柱，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種地下儲氣庫水平井完井管柱，以提高地下儲氣庫水平井完井的密封性能和固井質(zhì)量。
[0006]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種地下儲氣庫水平井完井管柱，以提高抗腐蝕性能、延長使用壽命。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種地下儲氣庫水平井完井管柱，包括外層管柱和穿設(shè)于外層管柱內(nèi)的內(nèi)層管柱；所述內(nèi)層管柱由上部的油層套管串和連接于油層套管串底端且呈水平設(shè)置的篩管串構(gòu)成；所述篩管串的底端設(shè)有洗井密封總成和引鞋，所述篩管串包括多段篩管和連接于各段篩管之間的第一遇油膨脹封隔器；所述油層套管串包括多段氣密封扣套管和由上向下順序連接于各氣密封扣套管之間的分級注水泥器、永久壓脹式管外封隔器、投球關(guān)閉式盲板和浮箍；所述油層套管串與篩管串之間連接有一第二遇油膨脹封隔器；所述第二遇油膨脹封隔器的設(shè)置位置與外層管柱的底端位置對應(yīng)。
[0008]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述內(nèi)層管柱中的第二遇油膨脹封隔器的安放位置，為其軸向上一半位于外層管柱內(nèi)，另一半伸出外層管柱。
[0009]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，在所述油層套管串與篩管串之間還連接有氣密封扣變徑短節(jié)。
[0010]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，第一遇油膨脹封隔器的軸向長度為2m ;所述第二遇油膨脹封隔器的軸向長度為7m。
[0011]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，篩管串上設(shè)有多個篩管扶正器；所述油層套管串上設(shè)有多個套管扶正器。
[0012]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，外層管柱是由氣密封扣套管構(gòu)成的技術(shù)套管。
[0013]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，在所述內(nèi)層管柱中，由井口向下設(shè)置的第一段氣密封扣套管的底端連接有分級注水泥器和永久壓脹式管外封隔器，永久壓脹式管外封隔器再連接第二段氣密封扣套管，第二段氣密封扣套管底端連接投球關(guān)閉式盲板和浮箍，浮箍再連接第三段氣密封扣套管，第三段氣密封扣套管通過第二遇油膨脹封隔器連接篩管串O
[0014]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，篩管和氣密封扣套管均采用L8013Cr型不銹鋼管。
[0015]由上所述，本實(shí)用新型的地下儲氣庫水平井完井管柱采用多重密封措施，確保儲氣庫完鉆井筒的密封性和安全性。另外，篩管和氣密封扣套管采用L8013Cr型不銹鋼管，具有較高的強(qiáng)度和較強(qiáng)的耐沖蝕性能，可以提高完井管柱的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]以下附圖僅旨在于對本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0017]圖1:為本實(shí)用新型地下儲氣庫水平井完井管柱示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了對本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種地下儲氣庫水平井完井管柱100，所述完井管柱100包括外層管柱和穿設(shè)于外層管柱內(nèi)的內(nèi)層管柱；外層管柱是由氣密封扣套管構(gòu)成的技術(shù)套管14，技術(shù)套管14下入到儲層頂部I?2m處；內(nèi)層管柱由上部的油層套管串13和連接于油層套管串底端且呈水平設(shè)置的篩管串3構(gòu)成；篩管串3的底端設(shè)有洗井密封總成2和引鞋1，篩管串3包括多段篩管31和連接于各段篩管31之間的第一遇油膨脹封隔器5 ；第一遇油膨脹封隔器5的軸向長度為2m，第一遇油膨脹封隔器5將篩管串3與外部地層間的環(huán)空分為若干井段，以實(shí)現(xiàn)分段完井；篩管串3外部套設(shè)有多個篩管扶正器4 ;油層套管串13包括多段氣密封扣套管和由上向下順序連接于各氣密封扣套管之間的分級注水泥器12、永久壓脹式管外封隔器10、投球關(guān)閉式盲板9和浮箍8 ;油層套管串13上設(shè)有多個套管扶正器11 ;油層套管串13與篩管串之間連接有第二遇油膨脹封隔器7，該第二遇油膨脹封隔器7的設(shè)置位置與外層管柱的底端(即技術(shù)套管14的底端A處)位置對應(yīng)，由此，通過第二遇油膨脹封隔器7密封油層套管串13和技術(shù)套管14之間的環(huán)空，起到保障密封的作用。
[0020]內(nèi)層管柱中的第二遇油膨脹封隔器7的安放位置，為其軸向上一半位于外層管柱的底端內(nèi)側(cè)，另一半伸出外層管柱底端外側(cè)；在本實(shí)施方式中，第二遇油膨脹封隔器7的軸向長度為7m，其軸向長度一半的位置位于技術(shù)套管14的底端內(nèi)側(cè)，即第二遇油膨脹封隔器7的軸向長度在技術(shù)套管14和裸眼井段中各占3.5m。
[0021]根據(jù)管徑或絲扣的不同，在油層套管串與篩管串之間還連接有氣密封扣變徑短節(jié)6或氣密封變扣短節(jié)(圖中未示出)。
[0022]如圖1所示，在本實(shí)施方式中，內(nèi)層管柱由井口向下設(shè)置的第一段氣密封扣套管131的底端連接有分級注水泥器12和永久壓脹式管外封隔器10，永久壓脹式管外封隔器10再連接第二段氣密封扣套管132，第二段氣密封扣套管底端連接投球關(guān)閉式盲板9和浮箍8，浮箍8再連接第三段氣密封扣套管133，第三段氣密封扣套管通過第二遇油膨脹封隔器
7、氣密封扣變徑短節(jié)6連接篩管串3。
[0023]在本實(shí)施方式中，篩管31和氣密封扣套管均采用L8013Cr型不銹鋼管，以提高耐沖蝕性能。篩管31采用316LSS或合金20編織過濾網(wǎng)(圖中未示出)，過濾網(wǎng)外部焊接一層螺旋布孔的不銹鋼外保護(hù)罩(圖中未示出)，可以提高篩管的防砂過濾性能和耐沖蝕性能，延長其使用壽命。
[0024]下面是采用本實(shí)用新型的完井管柱對一具體的地下儲氣庫水平井進(jìn)行完井施工的過程:
[0025](I) 二開采用Φ311.1mm鉆頭鉆至2515m，鉆開目的層3_4m，準(zhǔn)備下入直徑Φ244.5mm、鋼級N80、壁厚11.99mm、氣密封扣技術(shù)套管14，封目的層I?2m中完固井，水泥返至地面，為下部實(shí)現(xiàn)目的層低密度專打準(zhǔn)備。
[0026](2)技術(shù)套管14固井前，做地層承壓試驗(yàn)，并根據(jù)地層情況，按照優(yōu)選的承壓堵漏配方進(jìn)行承壓堵漏施工:將承壓堵漏漿打入井底后，關(guān)閉封井器，間歇向井內(nèi)泵入鉆井液憋壓，同時監(jiān)測立管壓力和套管壓力，待套壓達(dá)到設(shè)定值時，穩(wěn)壓到設(shè)定時間；如壓力下降，則視下降速度和下降的程度，調(diào)整泵入鉆井液量和憋壓時間；如此反復(fù)，直到套管壓力穩(wěn)定并達(dá)到預(yù)期的承壓值為止；立管壓力指在鉆井過程中，鉆桿內(nèi)環(huán)空壓力，套管壓力指鉆桿與套管環(huán)空間壓力。
[0027](3)下入有氣密封扣技術(shù)套管串，配合氣密封檢測隊(duì)逐個檢測氣密封絲扣，確保技術(shù)套管14的整體密封性。
[0028](4)技術(shù)套管14采用平衡壓力固井技術(shù)雙級固井，下部井段采用膠乳防氣竄彈性水泥漿，上部井段采用高強(qiáng)低密度水泥漿，這種組合，不僅能有效封固地層，并且減小了易漏地層的當(dāng)量密度，防止了井漏發(fā)生，有效地降低了施工風(fēng)險。
[0029](5)技術(shù)套管14固井后侯凝48h測聲幅及聲波成像，查看固井質(zhì)量，合格后方可進(jìn)行開鉆。
[0030](6)三開目的層段采用Φ215.9_鉆頭，選用優(yōu)質(zhì)低密度鉆井液進(jìn)行水平井段鉆進(jìn)，完鉆井深3018m，三開前做好欠平衡鉆井預(yù)案。
[0031](7)內(nèi)層管柱采用上固下不固完井方式:油層套管串13采用Φ177.8mm、鋼級N80、壁厚9.19mm的氣密封扣套管，井斜大于45度的井段采用Φ 177.8mm、鋼級L80、壁厚
9.19mm的氣密封扣套管；水平段篩管串3采用Φ168.3mm、鋼級L80、壁厚10.59mm的篩管31。
[0032](8)目的層水平段完鉆后，分段循環(huán)鉆井液，水平井段入口點(diǎn)以下替入含油30%的鉆井液。
[0033](9)依次下入引鞋1、洗井密封總成2、篩管串3、篩管扶正器4、第一遇油膨脹封隔器5、氣密封扣變徑短節(jié)6、第二遇油膨脹封隔器7(7m)、氣密封扣套管133、浮箍8、投球關(guān)閉盲板9、氣密封扣套管132、永久壓漲式管外封隔器10、套管扶正器11、分級注水泥器12、氣密封扣套管131。其中第二遇油膨脹封隔器7下在外層技術(shù)套管14的底端A位置，要求技術(shù)套管14和裸眼段各占其軸向長度的一半，永久壓脹式管外封隔器10下在水平井段入口點(diǎn)以上封隔套管環(huán)空，氣密封套管逐個進(jìn)行氣密封檢測。
[0034](10)永久壓脹式管外封隔器10座封，座封完畢后做套管環(huán)空承壓試驗(yàn)，確保井筒封隔良好，防止注水泥過程中水泥漿下躥至水平段而污染油層。
[0035](11)上部井段固井，同樣采用膠乳防氣竄彈性水泥漿加高強(qiáng)低密度水泥漿，確保水泥環(huán)的密封性和水泥漿液柱壓力小于永久壓脹式管外封隔器10承壓能力；油層套管串水泥漿失水量控制在50ml以下，自由水為零。
[0036](12)固完井測完聲幅，下入小鉆具至投球關(guān)閉盲板處試壓，試壓合格后鉆穿投球關(guān)閉盲板，貫穿下部井眼，用柴油替凈鉆井液，交井。
[0037]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):
[0038](I)完井管柱采用多重密封措施，一是采用氣密封扣套管，二是油層套管串在出技術(shù)套管處設(shè)遇油膨脹封隔器，封隔技術(shù)套管和裸眼處的環(huán)空，三是采用雙級變密度固井，提高套管環(huán)空固井質(zhì)量；通過多重密封保障，確保儲氣庫完鉆井筒的密封性和安全性。
[0039](2)篩管和氣密封扣套管均采用L8013Cr型不銹鋼管，具有較高的強(qiáng)度和較強(qiáng)的耐沖蝕性能，可以提聞完井管柱的使用壽命。
[0040](3)篩管采用316LSS或合金20編織過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)外部再焊接一層螺旋布孔的不銹鋼外保護(hù)罩，以提高油層篩管的防砂過濾性能和耐沖蝕性能，延長其使用壽命。
[0041]由上所述，本實(shí)用新型針對儲氣庫的具體地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和注采井具體完井要求，采用雙層氣密封扣套管封堵目的層以上井段，根據(jù)注采井交變壓力的特點(diǎn)優(yōu)選柔性水泥，確保水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了目的層以上井段的良好密封。根據(jù)封固井段長的特點(diǎn)采用了雙級固井和變密度水泥固井的措施，確保高質(zhì)量固井。根據(jù)儲氣庫長期注采的要求采用遇油膨脹式封隔器及扶正器加固篩管段，防止篩管抖動，提高其使用壽命。
[0042]本實(shí)用新型能夠經(jīng)濟(jì)有效地密封非目的層井段并確保儲層與地面注采管網(wǎng)安全聯(lián)通，確保地下儲氣庫經(jīng)濟(jì)、有效運(yùn)行；在強(qiáng)注強(qiáng)采、壓力交替變化的運(yùn)行條件下，達(dá)到50年生產(chǎn)壽命。
[0043]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述完井管柱包括外層管柱和穿設(shè)于外層管柱內(nèi)的內(nèi)層管柱；所述內(nèi)層管柱由上部的油層套管串和連接于油層套管串底端且呈水平設(shè)置的篩管串構(gòu)成；所述篩管串的底端設(shè)有洗井密封總成和引鞋，所述篩管串包括多段篩管和連接于各段篩管之間的第一遇油膨脹封隔器；所述油層套管串包括多段氣密封扣套管和由上向下順序連接于各氣密封扣套管之間的分級注水泥器、永久壓脹式管外封隔器、投球關(guān)閉式盲板和浮箍；所述油層套管串與篩管串之間連接有一第二遇油膨脹封隔器；所述第二遇油膨脹封隔器的設(shè)置位置與外層管柱的底端位置對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述內(nèi)層管柱中的第二遇油膨脹封隔器的安放位置，為其軸向上一半位于外層管柱內(nèi)，另一半伸出外層管柱。
3.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:在所述油層套管串與篩管串之間還連接有氣密封扣變徑短節(jié)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述第一遇油膨脹封隔器的軸向長度為2m ;所述第二遇油膨脹封隔器的軸向長度為7m。
5.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述篩管串上設(shè)有多個篩管扶正器；所述油層套管串上設(shè)有多個套管扶正器。
6.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述外層管柱是由氣密封扣套管構(gòu)成的技術(shù)套管。
7.如權(quán)利要求1所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:在所述內(nèi)層管柱中，由井口向下設(shè)置的第一段氣密封扣套管的底端連接有分級注水泥器和永久壓脹式管外封隔器，永久壓脹式管外封隔器再連接第二段氣密封扣套管，第二段氣密封扣套管底端連接投球關(guān)閉式盲板和浮箍，浮箍再連接第三段氣密封扣套管，第三段氣密封扣套管通過第二遇油膨脹封隔器連接篩管串。
8.如權(quán)利要求1或6所述的地下儲氣庫水平井完井管柱，其特征在于:所述篩管和氣密封扣套管均采用L8013Cr型不銹鋼管。
【文檔編號】E21B33/10GK203925434SQ201420249549
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】宋學(xué)義, 楊書港, 張海明, 王俊英, 王文明, 吳東魁, 劉明濤, 劉洋, 肖云峰, 趙小強(qiáng), 杜昌雷, 佟德水, 張祥成 申請人:中國石油天然氣股份有限公司