膨化水暫堵劑在海上油田修井中的應(yīng)用

邱小華，李文濤，陳增海，柳海嘯，孫廣杰

（1.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300452；2.中海油田服務(wù)股份有限公司，天津 300452）

渤海某油田含油層系主要位于明化鎮(zhèn)組下段及館陶組，為典型的薄互層狀油藏，縱向跨度大、含油層系多，各層系之間儲(chǔ)層類型和流體性質(zhì)差異大[1，2]。早期主要通過一套層系大井距多層合采的開發(fā)方式進(jìn)行開發(fā)，目前各層間壓力系數(shù)差異大，超壓與虧空往往同時(shí)存在。超壓層位壓力系數(shù)多在1.30 g/cm3以上甚至更高，虧壓層位壓力系數(shù)則在0.90 g/cm3以下甚至更低。修井作業(yè)需要較高密度的鹽水來平衡地層壓力，高密度鹽水在虧空層位的漏速會(huì)很大，降低鹽水密度則可能引發(fā)井控問題。為減小漏失，降低儲(chǔ)層污染，同時(shí)保證作業(yè)安全，該油田近年來引進(jìn)了一種新型屏蔽暫堵劑-膨化水暫堵劑，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多口井應(yīng)用，效果較好。

1 屏蔽暫堵技術(shù)原理

屏蔽暫堵技術(shù)在鉆完井作業(yè)中均有使用，完井作業(yè)期間主要是通過在完井液中加入與儲(chǔ)層匹配的固相顆粒，在正壓差的作用下，利用完井液的瞬時(shí)失水使各種固相粒子在儲(chǔ)層表面很小的深度范圍內(nèi)快速形成一個(gè)致密、有效的堵塞帶，堵塞帶的滲透率很低甚至接近零，從而有效阻止井內(nèi)液體向儲(chǔ)層繼續(xù)侵入，保護(hù)儲(chǔ)層[3]。經(jīng)過多年發(fā)展，目前已形成堿溶性、酸溶性、水溶性、油溶性等多種類型的屏蔽暫堵劑[4]，可通過對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行解堵。

屏蔽暫堵技術(shù)能夠有效減少完、修井作業(yè)期間井液的漏失，尤其是儲(chǔ)層壓力紊亂，超壓與虧空同時(shí)存在的油、水井。應(yīng)用屏蔽暫堵技術(shù)，先進(jìn)行壓井作業(yè)，再將暫堵劑泵入井內(nèi)，防止壓井液大量漏入地層，保證修井作業(yè)過程中的安全[5]。作業(yè)后進(jìn)行解堵，有效保護(hù)儲(chǔ)層。

2 膨化水暫堵劑介紹

孔隙性儲(chǔ)層中使用的膨化水暫堵劑配方如下:鹽水+1.0%～2.0%膨化水固化劑+0.5%固化引發(fā)劑+0.5%膠體保護(hù)劑+0.8%鹽水調(diào)節(jié)劑。

膨化水暫堵劑選用的固化劑可以束縛其本身質(zhì)量100 倍以上的清水或鹽水，使之不能自由流動(dòng)。固化劑是生物性的，無環(huán)境傷害。體系抗溫上限為140 ℃，與地層配伍性良好，暫堵層一旦形成，在高滲透地層可承受11 MPa 以上的正壓差，暫堵效果良好。

膨化水堵漏劑配制簡(jiǎn)單，海上油田常規(guī)使用的鉆井液池，按配方加入各種添加劑，就可完成配制。配制暫堵劑可使用淡水，可以使用海水。解堵劑為5%的固體酸，按配方配制完成后，替入暫堵段浸泡4 h 以上，將解堵液返排出井筒即可。

2.1 油田鹽水配伍性評(píng)價(jià)

該油田常規(guī)修井作業(yè)目前使用的鹽水主要有以下4 種:密度1.03 g/cm3及以下使用過濾海水，密度1.03～1.20 g/cm3使用NaCl 鹽水，密度1.20～1.30 g/cm3使用PF-W130 鹽水，密度1.30～1.52 g/cm3使用PF-COK 鹽水。在室內(nèi)進(jìn)行了暫堵劑與各類鹽水的配伍性試驗(yàn)，以確認(rèn)他們?cè)趦?chǔ)層相遇時(shí)不產(chǎn)生污染儲(chǔ)層的反應(yīng)[6]。

量取油田使用的各類鹽水200 mL 于燒杯中，按配方加入膨化水堵漏劑:0.5%保護(hù)劑+0.5%引發(fā)劑+1%膨化水固化劑，連續(xù)攪拌30 min 以上，使膨化水完全吸水膨化，靜置30 min。觀察四種液體均無分層，無明顯固相沉淀，無破膠現(xiàn)象，說明膨化水暫堵劑對(duì)油田常規(guī)使用的鹽水具有良好的配伍性（見圖1～圖8）。

2.2 堵塞篩管及解堵試驗(yàn)

圖1 PF-COK+膨化水充分吸水膨化后

圖2 PF-COK+膨化水靜置30 min 后

圖3 PF-W130+膨化水充分吸水膨化后

圖4 PF-W130+膨化水靜置30 min 后

圖5 飽和NaCl 鹽水+膨化水充分吸水膨化后

圖6 飽和NaCl 鹽水+膨化水靜置30 min 后

圖7 海水+膨化水充分吸水膨化后

圖8 海水+膨化水靜置30 min 后

圖9 堵塞篩管試驗(yàn)原理示意圖

該油田常規(guī)使用篩管擋砂精度為300 μm，為測(cè)試膨化水堵漏劑暫堵篩管效果，試驗(yàn)選取油田常用300 μm短篩管1 根，將篩管安放在試驗(yàn)套管中（見圖9）。試驗(yàn)篩管的一端和注入口相連，一端封閉。泵入膨化水堵漏劑至篩套內(nèi)，觀察柱塞泵壓力變化。若持續(xù)有暫堵劑返出，柱塞泵壓力無明顯變化，則說明膨化水暫堵劑未能堵塞篩管過濾層；若無持續(xù)暫堵劑返出，柱塞泵壓力上升，則說明膨化水暫堵劑已堵塞篩管過濾層。

海上平臺(tái)使用海水方便，試驗(yàn)中使用海水分別配制濃度為2%、3%的膨化水暫堵劑，將其泵入篩管內(nèi)，觀察暫堵效果。隨著暫堵劑的泵入，柱塞泵壓力逐漸上升，當(dāng)返出口停止返出液體，泵壓值開始上升至最高5.0 MPa，停泵。觀察篩管樣品外僅有少量膨化水暫堵顆粒由于剪切或變形后通過篩管流出，剩余大部分暫堵劑均被篩管堵?。ㄒ妶D10），說明暫堵劑已實(shí)現(xiàn)了篩管內(nèi)壁的屏蔽暫堵。

室內(nèi)試驗(yàn)表明，用海水配制2%、3%濃度的膨化水暫堵劑其暫堵效果差異不大，對(duì)過濾精度300 μm的篩管堵塞效果好；降低暫堵劑濃度值1%，暫堵效果較差。

配制濃度為5%的酸溶液，開泵正擠入試驗(yàn)篩管內(nèi)，停泵1 h 后開泵正擠清水，出口有廢液返出，持續(xù)約10 min 后泵壓基本降至0，說明濃度5%的固體酸溶劑具有較好的解堵效果。

圖10 泵入暫堵劑后篩管外壁情況

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 暫堵工藝

X56 井為渤海某油田的一口注水井，完井方式為177.8 mm 尾管射孔+127 mm 優(yōu)質(zhì)篩管簡(jiǎn)易防砂，該井分4 段注水。修井作業(yè)期間，離線壓井鹽水密度為1.30 g/cm3。為降低鹽水漏失量，保護(hù)儲(chǔ)層，該井使用膨化水暫堵劑進(jìn)行堵漏。

在鉆井液池內(nèi)用海水配制1.5 倍防砂段容積，濃度為2%膨化水暫堵劑。持續(xù)攪拌30 min，保證膨化劑充分吸水膨脹。提活注水管柱后，井內(nèi)鹽水漏失速度為7.9 m3/h。將配制好的暫堵劑替至防砂段，用密度為1.30 g/cm3鹽水正擠使暫堵劑進(jìn)入地層，觀察泵壓力上升3～5 MPa 后停止正擠。觀察井內(nèi)鹽水漏速降低至0.8 m3/h。該井后續(xù)修井8 d 內(nèi)，漏速始終穩(wěn)定在0.8 m3/h 左右，暫堵效果良好。

3.2 解堵工藝

膨化水暫堵劑解堵體系為5%的固體酸溶液，X56井修井后下入可反洗測(cè)調(diào)一體注水管柱，油管掛坐入采油樹內(nèi)腔后，使用固井泵從環(huán)空泵入解堵劑，然后進(jìn)行后續(xù)的拆防噴器組與安裝采油樹作業(yè)。采油樹安裝完畢后，進(jìn)行反洗作業(yè)[7]，將解堵劑反替出井筒，后續(xù)進(jìn)行正常的注水作業(yè)。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）膨化水暫堵劑可有效解決修井期間高密度鹽水漏失問題，有效保護(hù)儲(chǔ)層，降低作業(yè)成本。

（2）膨化水暫堵劑與該油田常規(guī)使用的可反洗測(cè)調(diào)一體注水管柱結(jié)合使用，可實(shí)現(xiàn)不占井口解堵作業(yè)，提高作業(yè)時(shí)效。

（3）膨化水暫堵解堵工藝施工簡(jiǎn)單，藥劑配制方便，對(duì)環(huán)境無傷害，可以在其他油田推廣使用。