封井装置和封井方法 |
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| 申请号 | CN201610304753.0 | 申请日 | 2016-05-10 | 公开(公告)号 | CN107355197A | 公开(公告)日 | 2017-11-17 |
| 申请人 | 中国石油天然气股份有限公司; | 发明人 | 周建平; 高永梅; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种封井装置和封井方法，封井装置包括：连续油管、控制 阀 和冲洗头，其中，所述 控制阀 的两端分别与所述连续油管和所述冲洗头相连，且所述连续油管与所述冲洗头通过所述控制阀相连通，所述控制阀用于单向控制所述连续油管中的液体或 浆液 进入所述冲洗头中，所述冲洗头用于将所述连续油管内的液体或浆液排出，本发明提供的封井装置，解决了现有封井技术工作效率低且成本较高的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种封井装置，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 封井装置和封井方法技术领域[0001] 本发明涉及油田设备技术领域，特别涉及一种封井装置和封井方法。 背景技术[0003] 目前，常用的封井方法具体为：需要通过井上的修井机将井内的生产油管管柱起出，然后下入带钻头的钻杆通井管柱，通井管柱上的钻头通井至井底，起出通井管柱后再下入光钻杆管柱，通过光钻杆管柱向井下打入水泥浆，封堵生产井段，同时将光钻杆管柱上提到水泥浆上面，待水泥浆候凝好后(具体根据提前配备水泥浆的凝固试验来获知水泥浆的候凝时间以此判断水凝塞是否候凝住)，向光钻杆管柱内注入环空保护液将井筒内的钻井液替换出，环空保护液通过将钻井液替换出起到了对井内套管的保护，最后光钻杆管柱起出，完成封井作业。 [0004] 然而在上述封井过程中，必须要使用修井机，而修井机价格较贵，增加了生产成本，同时在封井过程中需要5趟起、下钻，每趟起或下钻都需要数天时间，耗费时间长，工作效率低。 发明内容[0005] 本发明提供一种封井装置，解决了现有封井技术工作效率低且成本较高的问题。 [0006] 本发明还提供一种封井方法，通过采用本发明的封井装置，减少了封井时间，提高了工作效率，且降低了成本。 [0007] 本发明提供一种封井装置，包括： [0009] 所述控制阀用于单向控制所述连续油管中的液体或浆液进入所述冲洗头中，所述冲洗头用于将所述连续油管内的液体或浆液排出。 [0010] 如上所述的封井装置，可选的，所述冲洗头包括第一端、第二端以及连通所述第一端和所述第二端的通孔，其中，所述第一端与所述控制阀相连，所述通孔与所述连续油管的内腔相连通。 [0011] 如上所述的封井装置，可选的，所述通孔包括中心孔和与所述中心孔连通的多个侧孔，所述中心孔的中心线与所述连续油管的中心线重合，所述侧孔呈倾斜状态，且所述侧孔朝向所述冲洗头的第二端倾斜。 [0012] 如上所述的封井装置，可选的，所述冲洗头的第二端的外表面为球面，所述多个侧孔均匀分布在所述球面上。 [0013] 如上所述的封井装置，可选的，所述控制阀为单流阀。 [0014] 如上所述的封井装置，可选的，所述单流阀为双活瓣单流阀。 [0015] 如上所述的封井装置，可选的，所述连续油管与所述控制阀之间通过接头相连。 [0016] 本发明还提供一种封井方法，采用上述所述的封井装置进行封井，所述方法包括： [0017] 向井内生产管柱的油管内下入所述封井装置至封堵井段； [0018] 将洗井液注入所述封井装置的连续油管内，进行循环洗井以降低所述井内的温度； [0019] 当洗井结束后，将水泥浆注入所述连续油管内，所述水泥浆经过所述封井装置的冲洗头进入所述封堵井段； [0020] 当停止向所述连续油管内注入水泥浆时，将所述封井装置进行提升，以使所述冲洗头位于井内水泥浆之上； [0021] 判断所述水泥浆是否候凝，若所述水泥浆候凝，则向所述连续油管内注入环空保护液以使井内的钻井液被替出，并将所述封井装置从井内起出。 [0022] 如上所述的封井方法，可选的，所述判断所述水泥浆是否候凝，包括： [0023] 将所述封井装置下放至所述冲洗头能抵在所述井内水泥浆的顶面上，根据所述连续油管的悬重判断所述井内水泥浆是否候凝。 [0024] 本发明提供一种封井装置，通过包括连续油管、控制阀和冲洗头，其中，所述控制阀的两端分别与所述连续油管和所述冲洗头相连，且所述连续油管与所述冲洗头通过所述控制阀相连通，所述控制阀用于单向控制所述连续油管中的液体或浆液进入所述冲洗头中，所述冲洗头用于将所述连续油管内的液体或浆液排出，这样在封井过程中，直接将连续油管下入生产油管内后，从而避免了将生产油管管柱起出的过程，且将封井装置从生产油管内下入或起出时并不需要修井机，降低了生产成本，且在封井结束后才将连续油管起出，减少了起、下井的次数，从而减少工作时间，提高了工作效率，因此，本发明提供的封井装置，解决了现有封井技术工作效率低且成本较高的问题。附图说明 [0025] 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地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0026] 图1是本发明封井装置的结构示意图； [0027] 图2是本发明封井装置在生产油管中的示意图； [0028] 图3是本发明封井方法的流程示意图； [0029] 图4是本发明封井方法的又一流程示意图。 具体实施方式[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0031] 实施例一 [0032] 本实施例提供的封井装置可以应用在油气井的封井过程中，用于对井内需要封堵的井段进行封井作业，其中，本实施例提供的封井装置可以直接下入到生产管柱的油管中进行封井，封井时并不需要将生产管柱起出。 [0033] 图1是本发明封井装置的结构示意图，图2是本发明封井装置在生产油管中的示意图，如图1所示，封井装置包括：连续油管10、控制阀30和冲洗头40，其中，控制阀30的两端分别与连续油管10和冲洗头40相连，即控制阀30的一端与连续油管10相连，控制阀30的另一端与所述冲洗头40相连。 [0034] 其中，通过控制阀30将连续油管10与冲洗头40连接为一个整体结构，且连续油管10与冲洗头40通过控制阀30相连通，即连续油管10的内腔与冲洗头40的内腔通过控制阀30相连通，且冲洗头40用于将连续油管10内的液体或浆液(如水泥浆)排出，所以，冲洗头40内的内腔与外界是连通的，即内腔为通孔。 [0035] 本实施例中，控制阀30用于单向控制连续油管10中的液体或浆液进入冲洗头40中，即控制阀30可以控制连续油管10内的液体或浆液进入冲洗头40，并经冲洗头40排出，而且控制阀30能控制井内的流体无法通过冲洗头40流进连续油管10中，因此，本实施例提供的控制阀30可以起到内防喷的作用。 [0036] 本实施例中，需要说明的是，连续油管10(Coiled Tubing，简称：CT)与井内生产管柱的油管200(如图2所示)是不同的，连续油管10是用低碳合金钢制作的不间断油管，可长达几千米，直径约几十毫米，连续油管可以直接下入到生产管柱的油管中。 [0037] 本实施例中，该封井装置具体使用时，如图2所示，具体为： [0038] 首先，将该封井装置100下入井内生产管柱的油管200内，且下放至需要封堵的井段，其中，在下放封井装置100的过程中要密切关注连续油管10的悬重变化，其中，连续油管10的悬重具体指连续油管10在井内的重量，若遇阻则停止下放封井装置100，试提封井装置 100，本实施提供的封井装置中的连续油管10可以直接下入生产管柱的油管中，因此并不需要将生产管柱的油管起出，而现有封井技术中，由于钻杆通井管柱和光钻杆管柱无法直接下入到生产管柱的油管中，所以封井之前，需要将生产管柱的油管先起初然后下放入钻杆通井管柱和光钻杆管柱。 [0039] 其次，向封井装置100的连续油管10内注入洗井液进行循环洗井，洗井液通过冲洗头40进入井内并将井内的杂质携带至井外，同时，通过循环洗井能够使井内的温度降低，避免后续注入水泥浆时井内温度过高而使水泥浆容易提前稠化凝固，其中，洗井液一般由表面活性剂及溶剂组成，并添加增黏剂和降滤失剂以调整其性能，洗井液可以对冲洗井壁，清除井内沉渣或淤砂的流体。 [0040] 接着，当循环洗井作业结束后，向封井装置100的连续油管10内注入水泥浆，水泥浆通过连续油管10、控制阀30和冲洗头40流至需要封堵的井段内，注完水泥浆后，用顶替液将水泥浆顶替至预设深度位置，其中顶替液可以为常用的钻井液，可以将水泥浆推向设计的深度，当水泥浆顶替至预设深度后，然后将封井装置100上提至井内水泥浆的上面，即冲洗头40的底端要位于井内注入的水泥浆的上方，不能使封井装置100在水泥浆中滞留，以防封井装置100被水泥浆固住。其中，从水泥浆配好到水泥浆入井后再上提封井装置100的时间应少于水泥浆初凝时间的60％，以防水泥浆固化在封井装置100内。 [0041] 最后，待水泥浆候凝完成后，向封井装置100的连续油管10内注入环空保护液，替换出井内的钻井液，并起出封井装置100，完成向井内打水泥浆封井作业。其中，判断水泥浆是否候凝时，具体可以在配置水泥浆时得到水泥浆的候凝时间，根据候凝时间判断水泥浆是否候凝住，或者也可以将封井装置100下放至井内水泥浆的顶面，根据观察连续油管10在井内的重量判断水泥浆是否候凝，其中，注入环空保护液后，为了确保井内水泥浆的情况，可以将封井装置100再次下放至井内油管中，下放封井装置100过程中校悬重，观察悬重变化，若遇阻则停止下放封井装置100，试提封井装置100，上提封井装置100过程中，若遇卡，可采取下放、上提这种上下活动的方式，不得盲目上提或下压封井装置100，防止拉断或压弯封井装置100，根据观察悬重情况获知井内水泥浆的情况，最后将封井装置100起出。 [0042] 其中，本实施例中，将封井装置100下入生产管柱的油管200内或起出封井装置100的过程中，可以采用连续油管作业机带动连续油管10上提、下放即可，避免了修井机的使用，且连续油管作业机的价格较低，所以在封井过程中降低了生产成本，而且整个封井过程中，将封井装置100下放入井内生产管柱的油管200后，只有在封井结束时才将封井装置100起出，与现有的封井设备需要5趟起、下钻相比，本实施例提供的封井装置100减少了起、下钻趟次数，减少工作时间，提高了工作效率。 [0043] 本实施例提供的封井装置，通过包括连续油管、控制阀和冲洗头，其中，所述控制阀的两端分别与所述连续油管和所述冲洗头相连，且所述连续油管与所述冲洗头通过所述控制阀相连通，所述控制阀用于单向控制所述连续油管中的液体或浆液进入所述冲洗头中，所述冲洗头用于将所述连续油管内的液体或浆液排出，这样在封井过程中，直接将连续油管下入生产油管内后，从而避免了将生产油管管柱起出的过程，且将封井装置从生产油管内下入或起出时并不需要修井机，降低了生产成本，且在封井结束后才将连续油管起出，减少了起、下井的次数，从而减少工作时间，提高了工作效率，因此，本发明提供的封井装置，解决了现有封井技术工作效率低且成本较高的问题。 [0044] 进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，如图1所示，冲洗头40包括第一端41、第二端42以及连通第一端41和第二端42的通孔43，其中，冲洗头40的第一端41与控制阀 30相连，通孔43与连续油管10的内腔相连通，即本实施例中，通过冲洗头40内的通孔43将连续油管10内的液体或浆液排入到井内封堵井段，其中，冲洗头40内的通孔43大小具体根据实际运用进行设定，本实施例中不加以限定。 [0045] 进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，为了使得连续油管10内的液体或浆液通过冲洗头40内的通孔43快速排出，本实施例中，通孔43包括中心孔431和与中心孔431连通的多个侧孔432，其中，中心孔431的中心线与连续油管10的中心线重合，即中心孔 431沿着连续油管10的轴向垂直开设，与中心孔431联通的侧孔432倾斜开设，即侧孔432呈倾斜状态，且侧孔432朝向冲洗头40的第二端42倾斜，即侧孔432的一端朝下倾斜。 [0046] 本实施例中，通过设置中心孔431和侧孔432，可以使得连续油管10内的液体或浆液(如水泥浆)通过中心孔431和侧孔432两个位置进行排出，即从冲洗头40的不同位置排出液体和浆液，缩短了液体或浆液从冲洗头40排出的时间，而且，本实施例中，将侧孔432设置为朝向冲洗头40第二端42倾斜的状态，这样，更有利于液体或浆液从侧孔432排出。 [0047] 进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，如图1所示，冲洗头40的第二端42的外表面为球面，即冲洗头40的第二端42端面为圆弧面，多个侧孔432均匀分布在球面上，具体的，多个侧孔432沿着球面分布一圈或多圈，侧孔432的数量例如可以为3个，3个侧孔432均匀分布在球面的同一圆周上，本实施例中，通过将冲洗头40的第二端42设置为球面，可以减少封井装置100下入油管过程中的阻力，从而降低冲洗头40被损坏的风险。 [0048] 进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，控制阀30为单流阀，具体的，单流阀可以为双活瓣单流阀，其中，双活瓣单流阀由两个阀芯组成，阀芯可以快速的完成拆卸和更换，具有大通径，主要用于防止井内流体流进连续油管10，起到内防喷的作用。 [0050] 实施例二 [0051] 本实施例提供的封井方法，具体采用上述任一实施例的封井装置100进行封井，图3是本发明封井方法的流程示意图，具体的，如图3所示，封井方法包括如下步骤： [0052] 步骤101、向井内生产管柱的油管内下入封井装置至封堵井段。 [0053] 本实施例中，首先，将封井装置100下入井内生产管柱的油管200中，并下至需要封堵的井段，其中，在下放封井装置100过程中要密切关注连续油管10的重量变化，若遇阻则停止下放封井装置100，试提封井装置100。 [0054] 步骤102、将洗井液注入封井装置的连续油管内，进行循环洗井以降低井内的温度。 [0055] 本实施例中，当封井装置100下入井内需要封堵的井段后，接着向连续油管10内注入洗井液进行循环洗井，洗井液通过连续油管10进入井内并将井内的杂质携带至井外，循环洗井能够使井内的温度降低，避免后续注入水泥浆时井内温度过高而使水泥浆容易提前稠化凝固。 [0056] 步骤103、当洗井结束后，将水泥浆注入连续油管内，水泥浆经过封井装置的冲洗头进入封堵井段。 [0057] 本实施例中，当洗井结束后，将配置好的水泥浆注入连续油管10内，水泥浆通过冲洗头40排至需要封堵的井段内。 [0058] 步骤104、当停止向连续油管内注入水泥浆时，将封井装置进行提升，以使冲洗头位于井内水泥浆之上。 [0059] 本实施例中，当水泥浆注入完成后，要将封井装置100上提至井内水泥浆的上面，不能使封井装置100在水泥浆中滞留，以防封井装置100被水泥浆固住，其中从水泥浆配好到水泥浆入井后再上提封井装置100的时间应少于水泥浆初凝时间的60％，以防水泥浆固化在封井装置100内。 [0060] 步骤105、判断水泥浆是否候凝，若是，执行步骤106。 [0061] 本实施例中，可以根据水泥浆的候凝时间判断水泥浆是否候凝，即步骤104之后，若达到了候凝时间，则默认为水泥浆已候凝住，则执行步骤106。 [0062] 步骤106、若水泥浆候凝，则向连续油管内注入环空保护液以使井内的钻井液被替出，并将封井装置从井内起出。 [0063] 本实施例中，为了对井内的套管进行保护，当水泥浆候凝后，向连续油管10内注入环空保护液，环空保护液充填于油管和油层套管之间，将井内的钻井液替换出，其中，环空保护液为现有的一种防腐保护液，可以对井内的套管进行保护。 [0064] 本实施例提供的封井方法，通过向井内生产管柱的油管200内下入封井装置100，并向封井装置100的连续油管10内注入洗井液进行循环洗井，以降低井内温度，循环洗井后，向封井装置100的连续油管10内注入水泥浆，水泥浆通过封井装置100流至需要封堵的井段内，注完水泥浆后，上提封井装置100至水泥浆的上面，待水泥浆候凝后，向封井装置100的连续油管10内注入环空保护液，替换出井内的钻井液，以保护井内套管，停止注入环空保护液后，起出封井装置100，完成向井内打水泥浆封井作业，与现有技术中封井作业需要5趟起、下钻相比，本实施例减少了起、下钻趟次数，减少工作时间，提高工作效率，而且上提、下放封井管柱无需使用修井机，只要连续油管作业机带动连续油管10上提、下放即可，比起修井机更节约费用。 [0065] 图4是本发明封井方法的又一流程示意图，其中图4中的步骤101-104可以上述实施例中的步骤101-104，在上述步骤105中，具体判断水泥浆是否候凝包括如下步骤： [0066] 步骤1051、将封井装置下放至冲洗头能抵在井内水泥浆的顶面上，根据连续油管的悬重判断井内水泥浆是否候凝。 [0067] 其中，在步骤104之后，根据候凝时间可以得知水泥浆已候凝，但是由于井内环境比较复杂，根据候凝时间确定水泥浆是否候凝的准确性较低，因此在步骤104之后，若达到候凝时间，则将封井装置100下放至冲洗头40能抵在水泥浆的顶面上，根据校悬重判断水泥浆是否候凝，具体的，校悬重具体操作如下:缓慢下放连续油管10至水泥塞(即水泥浆)的顶面(设计深度)，当到达水泥塞设计深度时，若连续油管10的重量指针表显示重量减少，则说明水泥塞已凝固；当连续油管10的重量指针表显示重量没有减少，则说明水泥塞未凝固，当水泥浆已候凝，则执行步骤106。 [0068] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。 |
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