[發明專利]用于對封裝管狀構件的環空進行密封的方法和系統

有效

• 申請號: 201380024069.1
• 申請日: 2013-05-06
• 公開（公告）號: CN104271874B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: S·A·哈特曼;P·C·克里塞爾斯;D·薩什德哈
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: E21B43/10
• 分類號: E21B43/10;E21B7/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 趙培訓

技術領域

本發明涉及用于將管狀構件封裝在井眼內的環空進行密封的方法和系統。該系統和方法可應用于襯管在井眼內的固結。

背景技術

徑向擴張管狀構件的技術在從地層生產油氣的工業中得到越來越多的應用。井眼通常配備一個或更多個套管或襯管，為井眼壁提供穩定性和/或在不同地層之間提供區帶隔離。“套管”和“襯管”指用于支撐和穩固井眼壁的管狀構件。典型地，套管從地表延伸進井眼，而襯管從一定深度進一步延伸進井眼。然而，在本文中，術語“套管”和“襯管”可以互換使用且沒有刻意的區別。

在常見的井眼結構中，多個套管以不同的深度間隔設置且嵌套布置。在此，每個隨后的套管通過前一個套管下放并因而具有比前一個套管更小的直徑。結果，用于油氣生產的井眼的有效橫截面積隨深度減小。

為了避免此種缺陷，可以在井眼內預定深度處徑向擴張一個或更多個管狀構件，如形成擴張的套管、擴張的襯管或抵靠已有套管或襯管的疊置層。另外，已提出徑向擴張每個隨后的套管到與前一個套管直徑基本相同，以形成單一直徑的井眼。與常見嵌套布置相反，這樣獲得井眼的有效直徑沿其深度(的一部分)保持基本不變。

WO2008/006841公開了用于在井眼中徑向擴張管狀構件的井眼系統。管狀構件的壁被徑向向外擴張并沿軸向相反方向彎曲，從而形成圍繞管狀構件的未擴張部分延伸的已擴張部分。通過例如壓或推的方式而使未擴張部分移動進入已擴張部分，使已擴張管狀部分的長度增加。這里，已擴張部分保持已擴張的管狀。在未擴張部分的頂端，未擴張部分例如可通過增加管部分或解卷、折疊和焊接薄片材料形成管狀的方式來延伸。

當使用WO2008/006841的系統給井眼加襯時，已擴張管狀構件和井眼壁之間的環空與傳統套管系統比相對小。已擴張管部分接近井眼壁或甚至與井眼壁接觸。因此，不可能執行常規的注水泥工作，在以嵌套布置形式使用傳統套管時，注水泥工作典型地用于建立區域隔離。這里，注水泥工作意味著在封裝襯管或套管的環空內施加水泥。

在傳統注水泥工作中，形成水泥的漿體通過鉆柱和鉆柱的井下端部向井下泵送，隨后通過套管或襯管與井眼壁之間的環空向上泵送。可替換地，水泥漿體可在容納在兩個水泥塞之間的情況下被泵送通過套管的內流體通道。

使用WO2008/006841所公開的系統時，由于反轉的管和井眼壁之間的環空相對較小，需要相對高的壓差來將水泥漿體泵入環空中。另外，將水泥漿體泵入較小的環空中可導致不均勻地填充環空。另外，外翻的管沿其長度的至少一部分結合井眼壁，使所述環空從井下端到地表缺乏連續流道。當反轉管沿一定長度結合井眼壁并由此建立區域隔離時，流體或水泥漿體將不可能通過環空進行流動。

類似于WO2008/006841中公開的系統，WO2009/074643公開了一種用于擴張管狀構件的系統。其中，一管道延伸進入管狀構件的已擴張部分和未擴張部分之間的盲環空。該管道能夠實現使用一種替代流體來驅替上述盲環空中的流體。

但是，WO2009/074643所披露的系統缺少如何在圍繞已擴張管狀部分(即，已擴張管狀部分和井眼壁或另一個套管之間)的環空內敷設水泥的任何指示。上述環空的上部例如通過使用水泥而被區域隔離或由于已擴張管狀部分結合井眼壁而被區域隔離，并從而形成區域隔離區。環空的上部被隔離則使在所述環空中設置用于驅替流體的管道變成不可能實現，或者不可能以傳統方式泵送水泥漿體。對于WO2008/006841中的系統也存在上面所描述的相同問題。

本發明旨在克服上述問題。

發明內容

本發明因此提供一種用于對可擴張管狀構件的已擴張部分周圍的環空進行密封的方法，所述可擴張管狀構件封裝帶地層測試器的鉆柱，其中，可擴張管狀構件的壁的井下端部分徑向向外彎曲并沿軸向反向彎轉，從而限定圍繞可擴張管狀構件的未擴張管狀部分延伸的已擴張管狀部分，該方法包括以下步驟：

i)將第一鉆井液引入井眼內；

ii)使用懸撐在所述帶地層測試器的鉆柱端部的鉆井工具鉆制井眼的裸眼區段；

iii)用密封液驅替所述第一鉆井液；

iv)通過將未擴張管狀部分推入已擴張管狀部分中，將管狀構件延伸入井眼的裸眼區段；

v)將部分密封液沖洗出井眼，使環空中充有密封液層。