化學(xué)堵漏工藝技術(shù)優(yōu)化及推廣

馮 帥，張虎平，程 康，馬春暉，李陳若琪

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 718500）

化學(xué)堵漏工藝技術(shù)優(yōu)化及推廣

馮 帥，張虎平，程 康，馬春暉，李陳若琪

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 718500）

通過套損井地質(zhì)特征研究，優(yōu)化化學(xué)堵漏封堵液體系及化學(xué)堵漏施工工藝，延長套損井產(chǎn)能恢復(fù)有效期，形成適應(yīng)不同區(qū)塊套損井化學(xué)堵漏工藝技術(shù)。主要包括，（1）套損段地質(zhì)特征研究，分析套損井化學(xué)堵漏難點(diǎn)及應(yīng)對技術(shù)措施；（2）針對不同區(qū)塊，開展套損井化學(xué)堵漏封堵液體系性能優(yōu)化研究，提高化學(xué)堵漏封堵效果；（3）施工工藝及施工參數(shù)優(yōu)化。

化學(xué)堵漏；地質(zhì)特征；技術(shù)難點(diǎn)；工藝參數(shù)優(yōu)化

自2012年，靖安油田白于山區(qū)塊開始出現(xiàn)套破現(xiàn)象，套破后日產(chǎn)液明顯增加，日產(chǎn)油迅速降低，含水明顯升高，封隔器隔采失效后日產(chǎn)油基本為零，含水達(dá)100%，嚴(yán)重影響了單井產(chǎn)量。2016年在靖安油田白于山區(qū)塊試探性開展了套損井化學(xué)堵漏試驗(yàn)，取得了一定的效果。為了進(jìn)一步提高化學(xué)堵漏效果和成功率，開展了套損井套破段地質(zhì)特征研究及化學(xué)堵漏封堵液體系研究，以提高化學(xué)堵漏效果，恢復(fù)單井產(chǎn)能。

1 套損井套破段地質(zhì)特征研究

1.1 B區(qū)塊套損井套破段地質(zhì)特征

依據(jù)套損井工程測井及封隔器試壓找漏情況，B區(qū)塊套破段分上部套破段和下部套破段。B區(qū)塊上部套破段一般在700 m～1 100 m（見表1）。

表1 B區(qū)上部套破情況統(tǒng)計(jì)表

依據(jù)套損井工程測井及封隔器試壓找漏情況來看，白于山區(qū)塊上部套破段均在動液面以上的位置，以外部腐蝕為主，集中在洛河組～直羅組。有以下特征：

（1）地層壓力低，井筒內(nèi)欠液量大；

（2）易產(chǎn)生漏失，漏失速率約3 m3/h，漏失類型一般為裂縫性漏失；

（3）部分井139.7 mm套管環(huán)空封隔失效；

（4）地層吸水指數(shù)大，300 L/min壓力小于3.5 MPa。

下部套破段地質(zhì)特征：B區(qū)塊目的層為長4+5，下部套破段一般在射孔段頂界以上120 m至射孔段，主要有以下特征：

（1）地層壓力偏低，井筒液面未滿；

（2）漏失類型一般為滲透性漏失；

（3）套破段與射孔段套管環(huán)空部分連通；

（4）地層吸水指數(shù)偏大，300L/min壓力一般為5 MPa～8.0 MPa（見表2）。

1.2 D區(qū)套損井套破段地質(zhì)特征

D區(qū)目的層一般為長2層，套損井套破段一般在下部，射孔段以上連續(xù)線狀腐蝕套破，套管腐蝕段長，一般為150 m～300 m，主要特征為：

（1）地層滲漏率較低；

（2）套破段緊連射孔段；

（3）地層吸水指數(shù)低，300 L/min壓力一般為9.5 MPa～12.0 MPa（見表3）。

表2 B區(qū)下部套破情況統(tǒng)計(jì)表

表3 D區(qū)套破段情況統(tǒng)計(jì)表

該區(qū)塊大部分套破井套破段較長，其中田23-1井在 1 195.92 m～1 199.67 m、1 206.87 m～1 225.66 m、1 228.94 m～1 472.00 m井段套管普遍存在嚴(yán)重腐蝕，套管存在多處穿孔（射孔段1 472 m～1 477 m）。

2 套損井化學(xué)堵漏難點(diǎn)分析

B區(qū)塊套損井上部套損段地層承壓能力低，漏失速度快，常規(guī)封堵液進(jìn)入地層后難以有效憋壓候凝；上部地層易出水，封堵液體系候凝過程中易遭受地層水的侵入，易導(dǎo)致封堵效果不佳；下部套破段對應(yīng)地層壓力不同，封堵液難以均勻分布地層中，導(dǎo)致局部封堵效果較差[1-3]。

D區(qū)套損井套管腐蝕穿孔多為線狀腐蝕，且套破段較長，地層吸水指數(shù)較小，給化學(xué)堵漏帶來了以下難點(diǎn)：套破段在下部，與射孔段較近，擠封液體可能從環(huán)空進(jìn)入射孔段；地層吸水指數(shù)小，套破段較長，擠封壓力高。

針對以上難點(diǎn)，為了提高套損井化學(xué)堵漏效果，優(yōu)化應(yīng)用了以下措施（見圖1）。

圖1 優(yōu)化應(yīng)用措施

3 化學(xué)堵漏封堵液體系優(yōu)化研究

3.1 防漏堵漏封堵液體系研究

針對易漏套損段，開展了防漏堵漏封堵液體系研究，防漏堵漏封堵液體系是以減輕堵漏劑DL-2（由空心微珠減輕材料、可變形彈性防漏堵漏材料、短纖維、強(qiáng)度激活劑組成）及水化凝膠材料為主附加封堵液外加劑組成[4-8]。

主要特點(diǎn)：密度 1.40 g/cm3～1.45 g/cm3，密度低可減小對漏失地層的壓力；低失水≤30 mL（6.9 MPa/30 min），防止體系快速脫水出現(xiàn)閃凝現(xiàn)象，保障封堵液體系擠注過程中的安全。防漏堵漏功能，可一定程度上提高滲透型地層和裂縫型地層承壓壓力。

3.2 微細(xì)水泥封堵液體系研究

針對擠注壓力較高、地層吸收能力較弱的套損段，開展了維系水泥漿體系研究。常規(guī)G級油井水泥顆粒大部分分布在100 μm～150 μm，難以穿透小于0.4 mm的裂縫及小于10/20目的礫石填充層。微細(xì)水泥顆粒大小主要分布在1 μm～15 μm，能夠通過常規(guī)G級油井水泥不能到達(dá)的縫隙。

主要特點(diǎn)：稠化時(shí)間可調(diào)：80 min～400 min；流性指數(shù)：n＞0.55；稠度系數(shù)：K＜0.50；滲透率：0.009 mD。

3.3 無固相封堵液體系研究

針對套破段滲透率非常低的地層，固體顆粒無法進(jìn)入地層，只能在表面形成一層附著物，固化后抗壓強(qiáng)度偏低，且鉆塞過程中易被破壞，無法有效承壓。針對這一問題，開發(fā)了無固相封堵液體系。

無固相封堵液體系是由純液體材料組成，不包含固體顆粒材料，由基體材料、交聯(lián)固化劑、稀釋劑組成。

主要特點(diǎn)：抗壓強(qiáng)度：28.4 MPa；流性指數(shù)：n=0.93；稠度系數(shù)：K=0.18；稠化時(shí)間：20℃～80℃范圍內(nèi)稠化時(shí)間可調(diào)，直角稠化；滲透率小于0.001 mD。

4 化學(xué)堵漏界面增強(qiáng)型前置液體系研究

結(jié)合實(shí)際情況，室內(nèi)設(shè)計(jì)了模擬腐蝕后的套管與水泥石的膠結(jié)強(qiáng)度測試裝置，通過對比表面腐蝕過的鋼材棒與不同前置液處理過的鋼材棒與水泥石的膠結(jié)強(qiáng)度判斷前置液體系界面增強(qiáng)效果（見圖2）。

圖2 膠結(jié)強(qiáng)度測試示意圖

界面增強(qiáng)型前置液體系主要由有機(jī)弱酸與阻垢劑組成。將腐蝕后的鋼棒放入界面增強(qiáng)型前置液中浸泡24 h取出，放入膠結(jié)強(qiáng)度模擬測試裝置中進(jìn)行測試。

表4 膠結(jié)強(qiáng)度變化統(tǒng)計(jì)表

圖3 膠結(jié)強(qiáng)度變化曲線

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過界面增強(qiáng)型前置液浸泡24 h后，膠結(jié)強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，膠結(jié)強(qiáng)度提高了107%（見表4，圖3）。

5 化學(xué)堵漏施工工藝技術(shù)研究

5.1 下光油管關(guān)井憋壓侯凝工藝

下光油管關(guān)井憋壓候凝工藝主要用在地層吸水指數(shù)高的套損段，其工藝流程一般為：

（1）在套損段底部打橋塞填砂至套破段底部以下20 m～30 m；套損段較長的實(shí)施分段堵漏。

（2）下油管+斜尖，注入化學(xué)堵漏封堵液后關(guān)井憋壓候凝。

（3）起管柱，鉆塞，試壓，沖砂。

5.2 分段擠封工藝

分段擠封工藝主要用在套破段長（大于200 m），地層壓力及吸水指數(shù)分布不均的套損段，其工藝流程一般為：

（1）填砂至套破段中部位置，原則砂面以上套破段的長度不超過200 m；

（2）下油管+斜尖至砂面以上套破段上部頂界以上200 m；

（3）循環(huán)，關(guān)環(huán)空，注入化學(xué)堵漏封堵液；

（4）頂替，關(guān)井候凝；

（5）鉆塞試壓，進(jìn)行剩余套破段擠封。

典型井：本井工程測井后套破段較長（集中在射孔段以上400 m）、通過改進(jìn)化學(xué)堵漏措施工序，進(jìn)行分段堵漏，提高堵漏效果（見圖4）。

圖4 堵漏示意圖

5.3 間歇擠封工藝

該工藝主要用在地層吸水指數(shù)較低的套損段，其工藝流程一般為：

表5 2017年化學(xué)堵漏效果統(tǒng)計(jì)表

（1）在套損段底部填砂至套破段底界以下20 m～30 m；

（2）下油管+斜尖至套破段底界，關(guān)環(huán)空，注入化學(xué)堵漏封堵液；

（3）油管環(huán)空頂替；

（4）若擠封壓力值較低，等停間歇頂替，每等停15 min～30 min擠注100 L～200 L直至起壓明顯，頂替完剩余頂替液；

（5）關(guān)井候凝，起管柱，鉆塞，試壓，沖砂。

6 現(xiàn)場應(yīng)用情況

2017年，通過新的工藝優(yōu)化及施工工藝調(diào)整，化學(xué)堵漏共施工5口井，措施有效率100%，措施后單井日產(chǎn)液含水率明顯下降，措施后日增油5.5 t，累計(jì)增油1 342 t，措施有效期平均大于180 d（見表5）。

7 結(jié)論與認(rèn)識

通過對套損井套損機(jī)理研究、地質(zhì)特征研究、化學(xué)堵漏封堵液體系及配套施工工藝研究，結(jié)合以上兩個(gè)區(qū)塊套損井上的應(yīng)用效果，總結(jié)如下：

（1）對套損段地層承壓能力低的套損井，應(yīng)結(jié)合防漏低密度封堵液體系進(jìn)行擠封，提高擠封終了壓力，保障擠封效果。

（2）化學(xué)堵漏界面增強(qiáng)型前置液體系，可加強(qiáng)膠結(jié)能力，有效防止地層水透過本體滲入井筒。

（3）形成的化學(xué)堵漏配套施工工藝可針對不同區(qū)域套損段地層情況進(jìn)行選擇，以提高化學(xué)堵漏封堵效果，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

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TE256.6

A

1673-5285（2017）12-0074-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.019

2017－11-18

馮帥，男（1983-），采油工程師，2008年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)就職于長慶油田分公司第四采油廠采油工藝研究所井下作業(yè)室，郵箱：10551157@163.com。