裸眼封隔器分段改造管柱环空完井液替换方法和压井方法与流程

本发明涉及石油勘探开发领域，特别地，涉及一种裸眼封隔器分段改造管柱环空完井液替换方法和压井方法。

背景技术：

1、裸眼完井封隔器分段改造是大斜度井及水平井关键完井技术，节约建井周期和建井成本，分段改造增产效果好，经济效益显著，广泛应用于石油天然气勘探开发。裸眼封隔器分段改造管柱包括裸眼封隔器管柱和回接油管柱。典型的裸眼封隔器管柱包括引鞋+回压阀+坐封球座+压差滑套+裸眼封隔器+投球滑套+裸眼封隔器+…+投球滑套+裸眼封隔器+悬挂封隔器，悬挂封隔器通常完成在斜井段；典型的回接管柱包括回插密封管+水力锚+油管+油管挂。

2、裸眼封隔器分段改造管柱下入流程如下：采用钻杆在钻井液中送入裸眼封隔器管柱；替入清水或者kcl溶液(即kcl含量约3％的水溶液)，将管柱内和裸眼段的泥浆替换成清水或者kcl溶液，投球憋压坐封裸眼封隔器和悬挂封隔器，坐封完成后地层被悬挂封隔器和回压阀隔离，地层流体不能流入封隔器管柱和套管；继续憋压悬挂封隔器与钻杆送入管柱脱开；清水替出钻井液并洗井，验证确认裸眼封隔器管柱和悬挂封隔器密封良好，确认井内平稳后起出起出送入钻具；下入回接油管柱，回插密封管插入悬挂封隔器，回插密封管插入到位后继续下放管柱将部分管柱重量压在悬挂封隔器上，同时油管挂坐在油管头四通内。裸眼封隔器分段改造管柱下入后，安装采油气井口装置和压裂井口，进行压裂(酸化)改造施工；改造施工结束进行排液测试。

3、裸眼封隔器分段改造完井作业期间，在起出裸眼封隔器管柱送入管柱和下入回接管柱过程中，井筒内为清水或kcl溶液。如果油气井地层压力较高，清水不能压住油气井，必须依靠井下悬挂封隔器和回压阀控制地层流体不进入封隔器管柱和套管，以确保井控安全。所以，裸眼封隔器分段改造工艺通常应用于低压或常压油气井。

4、裸眼封隔器分段改造管柱通常不设置循环滑套，油管与套管被悬挂封隔器封隔开，没有循环通道，如申请号为cn201210587438.5、cn201210587439.x、cn201310021213.8和cn201120264146.9等专利申请公布的裸眼封隔器分段改造管柱。裸眼封隔器分段改造完成井，油管与套管环形空间为清水，改造施工结束后，压差滑套和投球滑套均处于开启状态。

5、因为生产需要，如对上部储层试油、更换回接管柱或利用原井眼侧钻等，则需要压井起出回接管柱。对于储层压力较低，清水能够满足压井要求的油气井，因为油管与套管之间已经充满了清水，只要油管内注满清水即可完成压井作业；对于储层压力较高，需要液密度高于清水的压井液才能满足压井要求的油气井，则需要沟通油管与套管，将油管内外全部置换成压井液才能实现压井，压井后才能进行起出回接管柱及其他修井作业。

6、裸眼封隔器分段改造管柱完成井，如果需要用密度高于清水的压井液压井，现有解决方案是：采用射孔工艺对油管射孔沟通油管与套管，然后循环压井。为了满足循环压井要求和防止压井液固相沉淀埋卡管柱，需要尽可能靠近回接油管柱下端射孔。

7、回接管柱通常下至大斜度井段，而且下部油管受压弯曲，因此对油管射孔存较大工程风险：射孔枪射后变形被卡，一旦射孔枪被卡处理难度大；射孔枪不易下至目标井深，油管射孔位置高增加压井难度和压井液固相沉淀卡钻风险；油管弯曲贴套管壁，射孔容易损伤套管。现有技术方案不仅增加射孔作业工序，更增加了工程风险。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于解决裸眼封隔器分段改造管柱完成井没有循环压井通道的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种裸眼封隔器分段改造管柱环空完井液的替换方法。

3、所述替换方法可包括以下步骤：向油管内挤注压井液压井，水力锚的锚爪与套管咬合；拆除采油气树，在油管挂上安装回压阀；安装防喷器组；将油管挂提离油管头密封面；关闭防喷器组中的环形防喷器；施加套压以解除水力锚锚定；将回插密封管提出悬挂封隔器，使油管与套管连通；向油管中注入压井液，替换出油管和套管之间的完井液。

4、进一步地，所述裸眼封隔器分段改造管柱可包括：引鞋、回压阀、坐封球座、压差滑套、裸眼封隔器、投球滑套、悬挂封隔器、回插密封管、水力锚和油管、油管挂等；在改造施工结束后，压差滑套和投球滑套均处于开启状态；悬挂封隔器将油管与套管封隔开，油管与套管环形空间充满完井液。

5、进一步地，完井液通常为清水。

6、进一步地，在所述向油管内挤注压井液压井的步骤中，使所述压井液充满裸眼封隔器分段改造管柱和裸眼井段。

7、进一步地，在所述向油管内挤注压井液压井后，所述水力锚内部液柱压力高于所述水力锚外部液柱压力，所述水力锚内外的压差低于14mpa。

8、进一步地，所述防喷器组可包括转换四通、双闸板防喷器、单闸板防喷器、剪切防喷器和环形防喷器。

9、进一步地，在所述安装防喷器组之后，将钻杆与所述回压阀连接，进行防喷器试压，其中，钻杆连接在所述回压阀上。

10、进一步地，所述防喷器试压包括：对钻杆外径匹配的管子闸板防喷器和环形防喷器试压。管子闸板防喷器是可包括上述的双闸板防喷器或单闸板防喷器。

11、进一步地，所述将油管挂提离油管头密封面的步骤可包括：敞开油管头四通闸门，松开油管挂顶丝，开启所述环形防喷器，缓慢上提油管挂，油管挂离开油管头密封面即停止上提。

12、进一步地，在所述将油管挂提离油管头密封面之后、以及所述施加套压之前，关闭所述环形防喷器，关闭所述油管头四通闸门。

13、进一步地，所述施加套压以平衡油管压力，是使水力锚的外压大于内压。所述施加套压的步骤可包括：向套管环空中施加压力，促使所述水力锚锚爪回收。

14、进一步地，向所述套管施加的压力为20mpa～30mpa；在解除水力锚锚定之后，所述替换方法还可包括泄压的步骤，泄压至预定压力，如14mpa。

15、进一步地，在安装防喷器的过程中或安装防喷器之后，所述替换方法还可包括步骤：调整所述油管挂的顶面至环形防喷器胶芯之间的距离使其满足下式：h＞h上提+h4+h5，其中，h为油管挂的顶面至环形防喷器胶芯之间的距离，h上提为将回插密封管提出悬挂封隔器所需上提高度，即从上提油管挂到将回插密封管提出悬挂封隔器止井口钻具提升高度，h4为钻杆回压阀的长度，h5为钻杆接头与钻杆加厚部位总长度。

16、进一步地，在所述上提钻杆以将回插密封管提出悬挂封隔器的步骤中，所述回插密封管的上提距离可以根据下式来确定：h上提＝h1+h2+h3，其中，h1为回插密封管插入在悬挂封隔器的长度，h2为回接管柱压缩距，h3为阻卡力造成的管柱拉伸长度。

17、进一步地，在所述将回插密封管提出悬挂封隔器的步骤中，钻杆接头不过环形防喷器胶芯。

18、本发明另一方面提供了一种裸眼封隔器分段改造管柱完成井压井方法。

19、所述压井方法包括：采用如上所述的裸眼封隔器分段改造管柱环空完井液的替换方法来替换出油管和套管之间的完井液，然后将井内压井液循环均匀。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果可包括以下至少一项：

21、(1)本发明能够解决裸眼封隔器分段改造管柱完成井没有循环压井通道的难题，规避现有技术方案存在的工程风险，如射孔枪被卡、射孔深度不足增加压井难度、钻井液固相沉淀卡钻和射孔套管损伤等。

22、(2)本发明能够节省射孔作业工序，节约作业周期和成本。

23、(3)本发明能够避免在大斜度井段对弯曲油管射孔后再循环压井所导致的各种工程风险。

24、(4)压井作业时，油管与套管环空为清洁完井液(通常为清水)，故水力锚及插管阻卡力小，本发明成功率高，适用范围广泛。