安塞油田套損治理工藝技術(shù)研究與應(yīng)用

李曉衛(wèi)，邱家友，黃軍強，李伶東，呂 磊

（中國石油長慶油田分公司第一采油廠，陜西延安 716000）

安塞油田為長慶油田主力采油單元之一，勘探開發(fā)近40 年，受產(chǎn)建固井水泥返高不足影響，套管受淺層流體長期浸泡腐蝕，套損加劇，影響產(chǎn)能發(fā)揮及區(qū)塊開發(fā)效果[1]。因此，需開展治理工藝優(yōu)化研究，提高治理效果。

1 腐蝕機理研究

通過MIT+MTT 工程測井及室內(nèi)掛片測試，分析認(rèn)為安塞油田套損主要原因水泥返高不夠，淺層流體長期浸泡，受高礦化度下CO2、O2腐蝕影響導(dǎo)致穿孔[2，3]，以點狀為主。

1.1 測井檢測

開展51 口MIT+MTT 工程測井，統(tǒng)計資料發(fā)現(xiàn)套管平均厚度損傷1.46 mm，主要為1、2 級損傷，占92.1%，承壓范圍滿足二次固井12～20 MPa 施工要求，內(nèi)腐蝕相對輕微，外腐蝕嚴(yán)重（見表1）。

表1 單根套管損傷級別劃分

1.1.1 腐蝕狀況 內(nèi)腐蝕微弱，井段內(nèi)井壁整體較光滑。共有嚴(yán)重腐蝕點115 個，主要為長4+5、長6 層，受產(chǎn)層流體長期浸泡腐蝕影響，呈成片腐蝕；其他層位為點狀腐蝕為主。外腐蝕嚴(yán)重點數(shù)146 個，集中在水泥返高以上，主要層位為直羅組、延安組、長1，分析認(rèn)為受套管外淺層流體長期浸泡腐蝕影響（見表2）。

表2 腐蝕嚴(yán)重點分層位比例統(tǒng)計

1.1.2 穿孔狀況 統(tǒng)計51 個穿孔點資料發(fā)現(xiàn)，單根套管損傷級別以1、2 級為主；位于水泥返高以上，集中在直羅組、延安組，占75%以上；形態(tài)上以點狀穿孔為主，最長為0.48 m。

1.2 室內(nèi)掛片測試

對清水、長6 層采出水、長2 層采出水腐蝕速率進行室內(nèi)掛片測試，模擬井下注水條件，實驗周期為7 d，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采出水回注井腐蝕速率明顯較高，且長2 層腐蝕速率明顯高于長6 層，達到0.08 mm/a（見表3）。

表3 室內(nèi)掛片腐蝕速率實驗結(jié)果（溫度45 ℃、壓力22 MPa、流速0.066 m/s、實驗時間168 h）

2 治理工藝優(yōu)化

針對水泥返高造成套損，前期開展了二次固井治理，針對水泥體系及擠注工藝進行優(yōu)化研究。

2.1 水泥體系評價

共評價微膨脹水泥、硫鋁磷酸鹽堵劑、超細(xì)水泥堵劑等三種體系，其中微膨脹水泥針對存在嚴(yán)重漏失的套損井；超細(xì)水泥針對堵劑難擠入地層的套損井及多次擠注后吸水量小的套損井；硫鋁磷酸鹽堵劑體系用于嚴(yán)重漏失井；表套反擠時，低壓差下可快速形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.1.1 微膨脹水泥體系 配方為：萌生G 級+早強劑GJ-F（1.5%）+膨脹劑F17D（2%）+減阻劑USZ（0.3%），在40 ℃測試性能為：稠化時間71 min；早期強度高，48 h 后抗壓強度達到29.95 MPa；具有微膨脹作用，膨脹率為0.2%（見表4）。

表4 早強微膨脹水泥性能（40 ℃）

2.1.2 硫鋁磷酸鹽堵劑 依據(jù)“顆粒級配原理”，快速形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提升駐留性能，聯(lián)合西南石油大學(xué)，開展了非硅酸鹽堵劑研究。初步實驗表明：堵劑固化后體積不收縮，在低壓差下可快速形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（見表5）。

表5 性能參數(shù)統(tǒng)計

2.1.3 超細(xì)水泥堵劑 針對堵劑難擠入地層的套損井，研發(fā)粒徑為G 級水泥的30%～50%，泥漿流動性強，通過裂縫能力是G 級水泥3～5 倍。

2.2 擠注工藝優(yōu)化

以早強微膨脹水泥漿為主，采取“正擠反灌”擠注工藝，結(jié)合單井井筒狀況優(yōu)化。

2.2.1 正擠 結(jié)合套破情況，開展套管平推、油管擠注等施工方式；根據(jù)地層漏失，實施小排量間斷頂替方式，提高封堵效果。單漏點井，采用光套管平推籠統(tǒng)擠注；多漏點井，采用光套管平推籠統(tǒng)擠注，隨鉆塞逐個漏點試壓，不合格漏點下油管擠注至合格。

2.2.2 反灌 從表套外反擠水泥，提高套管外環(huán)空水泥膠結(jié)質(zhì)量。水泥用量按套管外環(huán)空容積計算，控制壓力、排量防止擠漏淺層。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

治理套損井437 口，成功率89.9%，在產(chǎn)能恢復(fù)、成功率提升及提高水泥返高等方面效果顯著（見圖1、圖2）。

圖1 二次固井前后水泥膠結(jié)測井對比

圖2 二次固井前后動態(tài)對比

（1）提高水泥返高。50 口井水泥膠結(jié)檢測資料顯示，平均水泥返高由583 m 提高至108 m，全井段膠結(jié)中等以上由28%提高至58%，水泥環(huán)長度增加475 m，有效阻擋地層流體上竄。

（2）產(chǎn)能恢復(fù)。相比常規(guī)隔采單井產(chǎn)能增加0.2 t/d，二次固井（含化學(xué)堵漏）在治理隱患的同時達到了恢復(fù)產(chǎn)能目的。

（3）達到長效治理目的。平均連續(xù)生產(chǎn)871 d，最長生產(chǎn)2 342 d，仍持續(xù)有效，相比隔采能延長有效期。

4 結(jié)論與認(rèn)識

4.1 對安塞油田套管腐蝕認(rèn)識更深入

安塞油田套管腐蝕為外腐蝕和內(nèi)腐蝕兩個方面，主要為外腐蝕，受水泥返高低影響，淺層流體長期浸泡腐蝕，以1、2 級損傷為主，滿足二次固井承壓要求；內(nèi)腐蝕為產(chǎn)層流體腐蝕，除延安組、長2 層井腐蝕速率大，其余為輕微腐蝕。

4.2 形成適應(yīng)不同井筒狀況下二次固井工藝技術(shù)體系，還需進一步完善

（1）以早強微膨脹水泥體系為主，配套“正擠反灌”擠注，有效提高套損治理成功率和套管外水泥高度，但對套管外漏失嚴(yán)重和多個漏點井工藝適應(yīng)性較差，還需進一步優(yōu)化。

（2）初步形成了套管內(nèi)試壓、SBT 水泥膠結(jié)測井固井質(zhì)量評價方法，工藝標(biāo)準(zhǔn)還不完善，需統(tǒng)一。