本發(fā)明屬于天然氣修井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種天然氣井的永久封井方法。

背景技術(shù)：

在天然氣井的鉆探開發(fā)過程中，有許多井因無開采價值或已開采枯竭而導(dǎo)致廢棄，這些廢棄的天然氣井因?yàn)殚L期擱置且產(chǎn)層未封閉，存在著很大的安全隱患。為了避免廢井出現(xiàn)安全隱患，往往采取永久封井的措施將廢井封閉。然而，由于天然氣井中的地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、地層數(shù)量較多，不僅使得產(chǎn)層的類型不易確定，還極有可能出現(xiàn)各種風(fēng)險井段，所以永久封井存在很大的難度，現(xiàn)在需要一種能夠針對具有各種不同類型的產(chǎn)層和風(fēng)險井段的天然氣井的永久封井方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決天然氣井因產(chǎn)層和風(fēng)險段種類較多而導(dǎo)致永久封井實(shí)施困難的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種天然氣井的永久封井方法。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種天然氣井的永久封井方法，所述封井方法包括：

對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵；

如果所述天然氣井存在風(fēng)險井段，則對所述風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，其中所述風(fēng)險井段包括：尾管懸掛井段、腐蝕損壞井段、最淺油氣顯示層井段和環(huán)間帶壓井段中的至少一種。

進(jìn)一步地，在所述對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵之前，所述方法還包括：檢查井口裝置是否完好，如果所述井口裝置殘缺破損，則對所述井口裝置進(jìn)行修復(fù)和整改。

進(jìn)一步地，所述對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，包括：當(dāng)所述產(chǎn)層為常規(guī)產(chǎn)層時，按照常規(guī)封堵法對所述產(chǎn)層進(jìn)行封堵，所述常規(guī)封堵法包括，將水泥漿注入位于所述產(chǎn)層的井筒內(nèi)，通過憋壓侯凝技術(shù)使水泥漿形成第一水泥塞， 所述第一水泥塞的長度至少為150m，且所述第一水泥塞的頂面高于所述產(chǎn)層的頂面至少50m。

進(jìn)一步地，所述對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，還包括：當(dāng)所述產(chǎn)層存在高危、高壓、高含硫井段時，在用所述常規(guī)封堵法對所述產(chǎn)層進(jìn)行封堵后，還需要在已被封堵的所述產(chǎn)層上方座封橋塞，并向位于所述橋塞上方的所述井筒內(nèi)注入水泥漿，以形成第二水泥塞，所述第二水泥塞的長度至少為150m。

進(jìn)一步地，所述對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，還包括：當(dāng)所述產(chǎn)層為低壓、高滲漏產(chǎn)層時，在所述產(chǎn)層的頂部座封所述橋塞，并向位于所述橋塞上方的所述井筒內(nèi)注入水泥漿，以形成第二水泥塞。

進(jìn)一步地，所述對所述天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，還包括：當(dāng)所述產(chǎn)層包括多個單氣層時，采用水泥承留器由下至上對每一個單氣層進(jìn)行封堵。

進(jìn)一步地，所述對所述風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，包括：當(dāng)所述風(fēng)險井段為所述腐蝕損壞井段時，向所述腐蝕損壞井段內(nèi)注入水泥漿，以形成第一懸空水泥塞，所述第一懸空水泥塞的頂面高于所述腐蝕損壞井段的頂面至少50m，所述第一懸空水泥塞的底面低于所述腐蝕損壞井段的底面至少50m。

進(jìn)一步地，所述對所述風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，還包括：當(dāng)所述風(fēng)險井段為所述最淺油氣顯示層井段時，向所述最淺油氣顯示層井段注入水泥漿，以形成第二懸空水泥塞，所述第二懸空水泥塞的頂面高于最淺油氣顯示層井段的頂部至少150m。

進(jìn)一步地，所述對所述風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，還包括：當(dāng)所述風(fēng)險井段為所述尾管懸掛井段時，向所述尾管懸掛井段注入水泥漿，以形成第三懸空水泥塞，所述第三懸空水泥塞的頂面高于所述尾管懸掛井段的頂部至少50m，所述第三懸空水泥塞的底面低于所述尾管懸掛井段的底部至少50m。

進(jìn)一步地，所述對所述風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，還包括：采用循環(huán)法向所述環(huán)間帶壓井段補(bǔ)注水泥漿，并在所述井筒內(nèi)形成第四懸空水泥塞，所述第四懸空水泥塞的長度大于150m。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

通過將封堵天然氣井拆分為產(chǎn)層的封堵和風(fēng)險井段的封堵，并將風(fēng)險井段進(jìn)一步的分為尾管懸掛井段、腐蝕損壞井段、最淺油氣顯示層井段和環(huán)間帶壓井段，首先對天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，然后判斷風(fēng)險井段的類型，針對不同 的類型對風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，從而為天然氣井設(shè)計(jì)了一套完整的永久封堵方法，且由于將封堵流程細(xì)節(jié)化的拆分為了產(chǎn)層封堵和風(fēng)險段封堵兩個部分，所以本發(fā)明實(shí)施例能夠針對具有各種不同類型的產(chǎn)層和風(fēng)險井段的天然氣井的進(jìn)行永久封井。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的封井方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的天然氣井的評估流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的產(chǎn)層井段的封堵示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的腐蝕損壞井段的封堵示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的最淺油氣顯示層井段的封堵示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的環(huán)間帶壓井段的封堵示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的環(huán)間不帶壓井段的封堵示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的尾管懸掛井段的封堵示意圖；

圖中各符號表示含義如下：

1-產(chǎn)層，2-井筒，3-第一水泥塞，4-橋塞，5-第二水泥塞，6-固井質(zhì)量好的井段，7-第一懸空水泥塞，71-第二懸空水泥塞，72-第三懸空水泥塞，73-第四懸空水泥塞，8-腐蝕損壞井段，9-最淺油氣顯示層井段，10-尾管懸掛井段，11-間隙。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種天然氣井的永久封井方法，如圖1所示，該封井方法包括：

步驟101：對天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵。

步驟102：如果天然氣井存在風(fēng)險井段，則對風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，其中風(fēng)險井段包括：尾管懸掛井段、腐蝕損壞井段、最淺油氣顯示層井段和環(huán)間帶壓井段中的至少一種。

本實(shí)施例通過將封堵天然氣井拆分為產(chǎn)層的封堵和風(fēng)險井段的封堵，并將風(fēng)險井段進(jìn)一步的分為尾管懸掛井段、腐蝕損壞井段、最淺油氣顯示層井段和環(huán)間帶壓井段，首先對天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵，然后判斷風(fēng)險井段的類型，針對不同的類型對風(fēng)險井段進(jìn)行封堵，從而為天然氣井設(shè)計(jì)了一套完整的永久封堵方法，且由于將封堵流程細(xì)節(jié)化的拆分為了產(chǎn)層封堵和風(fēng)險段封堵兩個部分，所以本發(fā)明實(shí)施例能夠針對具有各種不同類型的產(chǎn)層和風(fēng)險井段的天然氣井的進(jìn)行永久封井。

參見圖2，在本發(fā)明實(shí)施例中，在對天然氣井的產(chǎn)層進(jìn)行封堵之前還包括對該天然氣井的評估，具體步驟如下：

步驟201：評估井口周圍場地是否滿足封井作業(yè)的條件，以及井口周圍是否存在作業(yè)風(fēng)險。

其中，封井作業(yè)的條件可以包括作業(yè)場地、周邊交通狀況、周邊居民居住環(huán)境等，例如評估作業(yè)場地是否足以放置作業(yè)用設(shè)備、周邊交通是否能夠滿足將作業(yè)用設(shè)備運(yùn)輸至作業(yè)場地、周邊居民是否需要疏散等。需要說明的是，在其他實(shí)施例中，封井作業(yè)的條件不僅限于上述舉例，還可以根據(jù)實(shí)際需求制定其他的作業(yè)條件，本發(fā)明對此不做限制。

對作業(yè)風(fēng)險的評估可以包括，檢查井口設(shè)備是否完好，判斷有無危險氣體滲出擴(kuò)散的可能，如果井口設(shè)備存在殘缺破碎，則對井口設(shè)備進(jìn)行修復(fù)和整改，直至排除井口設(shè)備泄露危險氣體的可能。

步驟202：檢查固井質(zhì)量，并對井筒的腐蝕情況進(jìn)行檢查，以得到固井質(zhì)量好的井段的位置和井筒腐蝕嚴(yán)重的井段的位置。

實(shí)現(xiàn)時，可以采用聲波幅度測井儀對井筒進(jìn)行檢測，以判斷出固井質(zhì)量好的井段的位置和井筒腐蝕嚴(yán)重的井段的位置。需要說明的是，在其他實(shí)施例中，還可以采用其他方法來檢查固井質(zhì)量，如聲波變密度測井等，本發(fā)明對此不做限制。

步驟203：檢查產(chǎn)層是否存在高危、高壓、高含硫井段。

實(shí)現(xiàn)時，以地質(zhì)設(shè)計(jì)提供的底層壓力為依據(jù)，預(yù)測井口關(guān)井壓力，如果井口關(guān)井壓力大于35mpa，則該井為高壓井；檢測該井地層天然氣中硫化氫含量，如果含量高于30g/m³，則該井為高含硫井；觀察井口周圍500m范圍內(nèi)是否有村莊、學(xué)校、工廠、等人員集聚場所，如果有則為高危井。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在對天然氣井進(jìn)行封堵之前，還需對天然氣井的井筒進(jìn)行清理，井筒的清理深度直至氣層的頂部，以確保產(chǎn)層的封堵有效性，從而提高封堵的質(zhì)量。

實(shí)現(xiàn)時，可以通過鉆磨工具清理井筒內(nèi)的堵塞物，在清理過程中需要注意避免損傷井筒。

下面結(jié)合天然氣井評估得到的各種不同結(jié)果，對天然氣井的產(chǎn)層的封堵方法進(jìn)行更進(jìn)一步地說明。

圖3為產(chǎn)層井段的封堵示意圖，如圖3所示，當(dāng)產(chǎn)層為常規(guī)產(chǎn)層時，按照常規(guī)封堵法對產(chǎn)層進(jìn)行封堵，常規(guī)封堵法包括，將水泥漿注入位于產(chǎn)層1的井筒2內(nèi)，通過憋壓侯凝技術(shù)使水泥漿形成第一水泥塞3，第一水泥塞3的長度至少為150m，且第一水泥塞3的頂面高于產(chǎn)層1的頂面至少50m。

需要說明的是，常規(guī)產(chǎn)層即指一般化的且不包括特殊情況的產(chǎn)層，例如常規(guī)產(chǎn)層不包括下文所述的“產(chǎn)層包括高危、高壓、高含硫井段”、“產(chǎn)層為低壓、高滲漏產(chǎn)層”、“產(chǎn)層包括多個單氣層”等特殊情況。

進(jìn)一步地，當(dāng)產(chǎn)層存在高危、高壓、高含硫井段時，在用常規(guī)封堵法對產(chǎn)層1進(jìn)行封堵后，還需要在已被封堵的產(chǎn)層上方座封橋塞4，并向位于橋塞4上方的井筒2內(nèi)注入水泥漿，以形成第二水泥塞5，第二水泥塞5的長度至少為150m。優(yōu)選地，將橋塞4設(shè)置在固井質(zhì)量好的井段6，以避免產(chǎn)生砂橋。

進(jìn)一步地，當(dāng)產(chǎn)層為低壓、高滲漏產(chǎn)層時，在產(chǎn)層的頂部座封橋塞4，并向位于橋塞4上方的井筒2內(nèi)注入水泥漿，以形成第二水泥塞5。從而避免了因產(chǎn)層壓力過低導(dǎo)致水泥漿無法很好的形成水泥塞5的問題。

進(jìn)一步地，當(dāng)產(chǎn)層包括多個單氣層，且多個單氣層之間的間隔和物性差異較大時，采用水泥承留器由下至上對每一個單氣層進(jìn)行封堵，從而使得只需要下放一次管柱就可以實(shí)現(xiàn)氣層的分層和封堵工作，提高了工作效率，并且由于使用了水泥承留器，所以避免了注入水泥漿時的高壓對其他單氣層造成影響，提高了封堵的安全性。

下面結(jié)合天然氣井評估得到的各種不同結(jié)果，對天然氣井的風(fēng)險層的封堵方法進(jìn)行更進(jìn)一步地說明。

圖4為腐蝕損壞井段的封堵示意圖，如圖4所示，當(dāng)風(fēng)險井段為腐蝕損壞井段時，向腐蝕損壞井段內(nèi)注入水泥漿，以形成第一懸空水泥塞7，第一懸空水泥塞7的頂面高于腐蝕損壞井段8的頂面至少50m，第一懸空水泥塞7的底面低于腐蝕損壞井段8的底面至少50m。

實(shí)現(xiàn)時，由于在注懸空水泥塞時，水泥塞很容易向下沉降，所以在注水泥塞之前，需要在井筒2內(nèi)墊設(shè)高粘鉆井液或者高粘隔離液，以減緩水泥塞下沉的速度。

圖5為最淺油氣顯示層井段的封堵示意圖，如圖5所示，當(dāng)天然氣井存在多個油氣顯示層時，向最淺油氣顯示層井段9注入水泥漿，以形成第二懸空水泥塞71，第二懸空水泥塞71的頂面高于最淺油氣顯示層井段9的頂部至少150m，從而避免了最淺油氣顯示層井段9對淡水層造成影響。

進(jìn)一步地，在天然氣井固井時，為了節(jié)省水泥漿用料，有可能導(dǎo)致水泥漿在環(huán)間返高不夠，從而在最淺油氣顯示層井段的環(huán)間產(chǎn)生了間隙11，在天然氣串入間隙11后，進(jìn)而使得間隙11帶壓，存在一定的安全隱患。為了判斷環(huán)間是否帶壓，可以對最淺油氣顯示層井段進(jìn)行射孔操作，如果環(huán)間帶壓，則采用循環(huán)法向環(huán)間帶壓井段補(bǔ)注水泥漿，并在井筒2內(nèi)形成第四懸空水泥塞73，第四懸空水泥塞72的長度大于150m(詳見圖6)；如果環(huán)間不帶壓，則只需在井筒2內(nèi)形成第四懸空水泥塞73，第四懸空水泥塞72的長度大于150m(詳見圖7)。

圖8為尾管懸掛井段的封堵示意圖，如圖8所示，當(dāng)天然氣井為尾管懸掛井時，向尾管懸掛井段10注入水泥漿，以形成第三懸空水泥塞72，第三懸空水泥塞72的頂面高于尾管懸掛井段的頂部至少50m，第三懸空水泥塞72的底面低于尾管懸掛井段的底部至少50m。

在本發(fā)明實(shí)施例中，在完成了產(chǎn)層和風(fēng)險層的封堵后，還需在井口安裝井口設(shè)備，以便于后期監(jiān)測天然氣井的封堵情況；如果井口需要復(fù)耕，則封閉井口，割斷位于井口的井筒，并在井口上設(shè)置蓋板；如果井口位于河壩處，則需拆除原井口裝置，并用盲板封閉井口，最后再使用水泥墩封堵整個井口。

進(jìn)一步地，建立定期巡檢制度，以長期監(jiān)測天然氣井的封堵情況。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。