專利名稱：地下儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高壓儲氣井固井方法及其裝置，特別是在利用水泥漿對高壓地下儲氣井進行固井施工后期，對儲氣井井筒上部進行加壓補灌、促使水泥漿更多滲入土層及避免水泥漿在表層導管與儲氣井井筒體之間的凝固過程中出現(xiàn)縮松、空洞及混漿，以提高固井質量的方法及補灌用裝置。
背景技術：
目前，在CNG加氣站和城鎮(zhèn)熱氣調峰站、儲配站中，已廣泛采用高壓地下儲氣井。 此類地下儲氣井在固井時，主要采用正循環(huán)或者坐井等固井方法，儲氣井在地表下O 30m 深度的水泥環(huán)凝固后因收縮等易出現(xiàn)空洞、混漿等缺陷。在不進行補灌的前提下當灌注的水泥漿溢出地表至凝固，儲氣井四周的水泥環(huán)面一般將收縮至地表以下5m左右，且上部水泥環(huán)內出現(xiàn)大量的空洞、環(huán)體密度低；針對此類弊病，在固井完成后，傳統(tǒng)的方法是采用人工在常壓下補灌或者插管補灌給以彌補。由于水泥漿是非牛頓體，在常壓下進行補灌、因其流動性太差，仍難以克服在水泥環(huán)中出現(xiàn)的空洞、混漿、滲水等缺陷；采用上述傳統(tǒng)方法補灌，不但補灌的效率低、而且井筒體上部固井的合格率僅20%左右。因而對高壓儲氣井固井后期采用上述常規(guī)補灌方法存在補灌的效率差，補灌后水泥環(huán)的密度及與井筒體的結合強度低、固井質量差，使用過程中易因滲水造成井筒腐蝕，儲氣井的井筒亦會因頻繁位移產生摩擦磨損，加之腐蝕對井筒的影響、進而造成儲氣井井筒因壁厚變薄斷裂而發(fā)生安全事故等弊病。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對背景技術所存在的缺陷，研究設計一種地下儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌的方法及其裝置。在地下儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌，以彌補水泥漿凝固時的縮水和流失而出現(xiàn)空洞、混漿等缺陷；達到增強水泥漿凝固后本身的密實度及水泥漿與井筒體的結合強度，阻隔地表水對儲氣井井筒的腐蝕，有效提高儲氣井的固井質量和地表土對儲氣井的固定強度等目的。本發(fā)明的解決方案是首先在儲氣井上部的表層導管上開設一用于加壓灌注水泥漿的法蘭孔、并通過其上的法蘭與加壓補灌裝置連接，在常規(guī)固井施工完成、即當灌入的固井水泥漿升至地表后至初凝前即開啟(水泥漿)壓力泵，將調配好的水泥漿一次或者多次加壓灌(注)入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內，至灌入的水泥漿凝固后、拆除加壓補灌裝置。因此，本發(fā)明加壓補灌方法包括首先在常規(guī)儲氣井上部的表層導管上開設一個用于水泥漿加壓灌注的帶法蘭的灌注孔，待地下儲氣井常規(guī)固井施工至灌入的固井水泥漿升至(溢出)地表后、或至灌入的固井水泥漿初凝前，通過法蘭與水泥漿加壓補灌裝置中的水泥漿灌注管端的法蘭頭連接；然后開啟加壓補灌裝置中的(水泥漿)壓力泵、在 0. 5-2. OMPa的壓力下，將按常規(guī)配比調配好的水泥漿灌(注)入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內、至灌入的水泥漿凝固后、拆除加壓補灌裝置。
所述將調配好的水泥漿灌入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內，灌注方式采用一次或者多次加壓灌入，在采用多次加壓灌注時、當常規(guī)固井施工至灌入的固井水泥漿升至地表后即開啟壓力泵加壓補灌至壓力達到0. 5-2. OMI^a后，關閉閥門并穩(wěn)壓15-120 分鐘，然后再開啟壓力泵和球閥繼續(xù)灌注至壓力達到0. 5-2. OMI^a后、穩(wěn)壓15-120分鐘，如此循環(huán)補灌至達到要求止。上述加壓補灌方法所用裝置包括配漿罐(池)，水泥漿灌注機構，關鍵在于水泥漿灌注機構為含(水)泥漿壓力泵，穩(wěn)壓用閥門、帶法蘭頭的水泥漿灌注管及水泥漿進管在內的水泥漿加壓灌注裝置；泥漿壓力泵的進、出口分別與水泥漿進管及水泥漿灌注管緊固連接，穩(wěn)壓用閥門串接于法蘭頭與泥漿壓力泵出口之間的水泥漿灌注管中，使用安裝時法蘭頭與井體表層導管上的法蘭孔緊固連接、水泥漿進管則插于配漿罐內。本發(fā)明由于在常規(guī)固井施工完成、即當灌入的固井水泥漿升至地表后至初凝前即開啟壓力泵，將調配好的補灌用水泥漿經(jīng)一次或者多次加壓灌(注)入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內，至灌入的水泥漿凝固，采用本發(fā)明方法和裝置可將固井質量的合格率提高到80%以上。因而具有可大幅度增強水泥漿凝固后本身的密實度及水泥漿與井筒體的結合強度和固井的合格率，阻隔了地表水對儲氣井井筒的腐蝕，有效提高了儲氣井的固井質量和地表土對儲氣井的固定強度、以及補灌的效率等特點。


圖1為本發(fā)明加壓補灌裝置結構及加壓補灌示意圖。圖中1.法蘭頭，2.閥門，3.水泥漿灌注管；4.(水)泥漿壓力泵，5.水泥漿進管， 6.配漿罐(池)。
具體實施例方式本實施例以對井筒直徑為ΦΜ4. 48mm(95/8〃 )、儲氣壓力為25MPa的CNG加氣站和城鎮(zhèn)燃氣調峰站、儲配站用儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌為例首先在表層導管上開設一個灌漿孔為200 X 200mm、其上法蘭盤為280 X ^Omm的用于加壓灌注水泥漿的法蘭孔；同時將水泥漿加壓灌注裝置按附圖1所示連接關系連接安裝好，其中閥門2采用21//的球閥，水泥漿進管5采用常規(guī)水泥漿輸送管并插于配漿罐6 內，水泥漿灌注管3的主體為承受壓8MPa、直徑2 “的高壓軟管，本實施例法蘭頭1與球閥2 之間采用Φ76mm的鋼管連，法蘭頭1與表層導管法蘭孔處于待連接狀態(tài)。當儲氣井常規(guī)固井工序完成、即固井水泥漿溢出地表后，在配漿罐6內按水泥羧甲基纖維素葡萄糖酸鈉混凝土膨脹劑水=275kg Ikg 0.33kg 25kg 144kg的比例調配好補灌用水泥漿；同時將水泥漿灌注管3上的法蘭頭1與表層導管法蘭孔上的法蘭盤緊固連接。然后啟動泥漿壓力泵4、向表層導管與井筒之間的環(huán)形腔體進行加壓灌注水泥漿至泵壓為1. 5MPa 時、停止灌漿并關閉球閥2穩(wěn)壓60分鐘后，開啟球閥2并啟動泥漿壓力泵4、再次向表層導管與井筒之間的環(huán)形腔體加壓灌注水泥漿至泵壓為1. 時暫停、穩(wěn)壓60分鐘后，進行第三次加壓灌注水泥漿至泵壓為1. 5MPa時止；本實施方式共進行三次加壓補灌。本實施方式在水泥漿凝固后對地表層以下0 20m的補灌段經(jīng)聲納探測、其相對幅度(聲幅)小于20%;按SY/T6592《固井質量評價方法》和SY/T6641《固井水泥膠結測井資料處理及解釋規(guī)范》標準、本實施方式補灌段為優(yōu)質井段。
權利要求
1.地下儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌的方法，包括首先在常規(guī)儲氣井上部的表層導管上開設一個用于水泥漿加壓灌注的帶法蘭的灌注孔，待地下儲氣井常規(guī)固井施工至灌入的固井水泥漿升至地表后、或至灌入的固井水泥漿初凝前，通過法蘭與水泥漿加壓補灌裝置中的水泥漿灌注管端的法蘭頭連接；然后開啟加壓補灌裝置中的壓力泵、在 0. 5-2. OMPa的壓力下，將按常規(guī)配比調配好的水泥漿灌入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內、至灌入的水泥漿凝固后、拆除加壓補灌裝置。
2.按權利要求1所述地下儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌的方法，其特征在于所述灌注方式采用一次或者多次加壓灌入，在采用多次加壓灌注時、當常規(guī)固井施工至灌入的固井水泥漿升至地表后即開啟壓力泵加壓補灌至壓力達到0. 5-2. OMI^a后，關閉閥門并穩(wěn)壓15-120分鐘，然后再開啟壓力泵和球閥繼續(xù)灌注至壓力達到0. 5-2. OMI^a后、穩(wěn)壓 15-120分鐘，如此循環(huán)補灌至達到要求止。
3.按權利要求1所述加壓補灌方法用補灌裝置，其特征在于補灌裝置包括配漿罐及含 (水)泥漿壓力泵，穩(wěn)壓用閥門、帶法蘭頭的水泥漿灌注管及水泥漿進管在內的水泥漿加壓灌注裝置；泥漿壓力泵的進、出口分別與水泥漿進管及水泥漿灌注管緊固連接，穩(wěn)壓用閥門串接于法蘭頭與泥漿壓力泵出口之間的水泥漿灌注管中，使用時法蘭頭與井體表層導管上的法蘭孔緊固連接、水泥漿進管則插于配漿罐內。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種儲氣井固井后期對井筒上部加壓補灌的方法及裝置。補灌方法包括在常規(guī)儲氣井的表層導管上開設一個帶法蘭的灌注孔，待地下儲氣井常規(guī)固井施工至固井水泥漿升至地表后或至固井水泥漿初凝前，開啟加壓補灌裝置壓力泵、在0.5-2.0MPa的壓力下，將按常規(guī)配比調配好的水泥漿采用一次或者多次加壓灌入表層導管與儲氣井井筒體之間的環(huán)形腔內；補灌裝置包括配漿罐及含泥漿壓力泵，穩(wěn)壓用閥門、帶法蘭頭的水泥漿灌注管及水泥漿進管在內的水泥漿加壓灌注裝置。該發(fā)明具有可大幅度提高水泥漿與井筒體的結合強度，阻隔了地表水對儲氣井井筒的腐蝕，有效提高了儲氣井的固井質量和地表土對儲氣井的固定強度、以及補灌的效率等特點。
文檔編號E21B33/138GK102168538SQ20111007147
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月21日 優(yōu)先權日2011年3月21日
發(fā)明者冉訓, 劉國偉, 杜川, 陸德明 申請人:自貢力源科技有限公司