[发明专利]一种气井氮气钻井管柱安全起下的方法及气井结构

说明书

本发明提供了一种气井氮气钻井管柱安全起下的方法及气井结构，该方法包括：步骤一、在气井的直井段和水平裸眼段的连接处钻出井斜角大于90°的上翘段并下套管固井，上翘段的上翘高度大于井眼位于直井段底部的直径，上翘段位于储层所处的目标靶点前；步骤二、通过套管向所述气井中灌入泥浆进行压井，所述泥浆的密度在数值上等于地层压力系数；步骤三、当气井的井口压力为零时，起出或下入管柱。该方法通过钻出上翘段来与直井段构成U型管状的气井结构，利用U型管原理规避气液置换效应，进而可以在气井管柱起下时通过注入泥浆来压井且避免泥浆进入储层产生污染。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，特别地涉及一种气井氮气钻井管柱安全起下的方法及气井结构。

背景技术

气藏，尤其是致密性气藏，其所处的地层通常存在可钻性差、钻速低、孔喉小以及水敏严重等问题，不适宜采用常规的泥浆钻井，而一般采用氮气钻井。氮气钻井是一种气体欠平衡钻井技术，可大幅提高钻井速度，同时可以避免常规泥浆钻井中的泥浆污染储层，从而保证气井产能。

但是采用氮气钻井，在地层出气后起下钻时的井控安全是个难题。完井时一般只能采用钻杆完井，即不起出钻杆柱，直接用套管或者钻杆进行采气生产，不能像常规气井一样采用包括油管、封隔器以及安全阀的系统的方式来完井，进而难以保证采气井口的安全；此外，对于需要更换钻头等中途起下钻的作业，也难以保证钻柱起下时的安全。当然，现有技术中也有采用泥浆压井后再起下钻的方式，但是采用泥浆压井难以避免对储层的污染，也就浪费了氮气钻井对储层零污染的优势。

另外，采用氮气钻井的井筒内没有泥浆，只有高压气体，对测井、测试等作业都带来了安全挑战，因此目前氮气钻井一般都不考虑进行测井、测试作业，对钻井的安全性也有一定影响。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种气井氮气钻井管柱安全起下的方法及气井结构，能够在利用泥浆进行压井时，有效避免泥浆进入储层而产生污染。

本发明的气井氮气钻井管柱安全起下的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在气井的直井段和水平裸眼段的连接处钻出井斜角大于90°的上翘段并下套管固井，所述上翘段的上翘高度大于所述气井位于所述直井段底部的直径，所述上翘段位于储层所处的目标靶点前；

步骤二、通过所述套管向所述气井中灌入泥浆进行压井，所述泥浆的密度在数值上等于地层压力系数；

步骤三、当所述气井的井口压力为零时，起出或下入管柱。

在一个实施方式中，步骤一中，在钻出所述上翘段后调整钻进方向钻出水平裸眼段并钻进至目标靶点处。

在一个实施方式中，步骤一中，采用泥浆钻井钻出所述上翘段，采用氮气钻井钻出所述水平裸眼段并钻进至目标靶点处。

在一个实施方式中，步骤一中，钻出所述上翘段并下套管固井后，先用清水清洗所述气井，再换用氮气钻井继续钻进。

在一个实施方式中，步骤一中，步骤一中，在所述上翘段开钻前，先根据所述气井的钻井摩阻确定所述上翘段的曲率半径。

在一个实施方式中，步骤三中，在起出管柱的同时，向所述气井中灌入与所述管柱体积等量的泥浆。

在一个实施方式中，所述上翘段的上翘高度为1-2m。

在一个实施方式中，所述上翘段的最大井斜角为95°。

本发明的利用上述方法的气井结构，包括依次连通的直井段、上翘段以及包含目标靶点的水平裸眼段，所述直井段与所述上翘段整体呈U型管状，所述水平裸眼段底部井壁的高度高于所述上翘段高度最低点处的顶部井壁的高度。

在一个实施方式中，所述直井段与所述上翘段中均下入有套管，所述套管与井壁之间通过灌入水泥形成有水泥环。