注水井挤堵工艺技术

注水井挤堵工艺技术 一、前言 文南油田是一个高压、低渗透、复杂断块油气田，油井投产初期原油产量高，递减幅度大，为了补充地层能量，维持油田长期稳产，需要采用注水这种十分重要的开发方式 。 随着主力区块采出程度的提高，油田已经普遍运用注水的方式进行补充地层能量，提高油井的采收率。为满足分层注水的要求，往往需要对漏失层以及非注水目的层进行挤堵。 目前水井挤堵主要采用传统水泥浆进行封堵，存在水泥浆胶结物韧性差，空隙大，不能对漏失层、挤堵层有效地进行封堵，或胶结物不耐冲刷，堵水有效期短等问题。同时 随着注水开发的不断深入， 复杂的地层环境的不断改变对堵剂性能提出料更高要求：堵剂 要具有 耐高温、耐盐、强度高、降滤失性好、韧性好、耐高压、耐冲刷特点，以更好的适应文南油田开发 ,能满足高压注水井挤堵要求。 鉴于此，我们从文南油田实际出发，基于颗粒型堵剂的堵水机理，以增强堵剂的悬浮性、抗压强度、降滤失性，提高挤堵施工的可操作性，安全性、有效性，开展了堵剂配方调整实验，使其更具耐高温、耐盐、强度高、降滤失性好、耐高压、耐冲刷特点，更好的适应文南油田开发。 一、实验目的及思路 实验以优化堵剂配方，提高堵剂的抗压和抗冲刷能力为目的。以添加缓凝剂 、降失水剂、膨胀剂、消泡剂、的油井水泥为主体 , 同时配以定量惰性材料对出水大孔道进行封堵。加入缓凝剂调节初终凝时间同时提高堵剂悬浮性，加入降失水剂控制水泥浆滤失性，加入膨胀剂促使堵剂胶结物微膨，从而更有效地封堵出水大孔道。配以氧化钙、粉煤灰等惰性材料以提高胶结物胶结程度和耐压轻度。因此实验部分针对文南油田的地层特点，选择具有抗高温、抗盐性能良好的缓凝剂、降失水剂、膨胀剂等添加剂，然后进行添加剂配伍性及加量调节实验，实验均在90恒温条件下进行。 二、实验部分 1、 实验方法 以超细水泥为主体，选择性能良好，且价格 低廉的添加剂配制成浆体后，模拟地层环境，在 90 恒温条件下，观测堵剂固化成胶情况。添加剂的选取原则是：各添加剂相容，配伍性良好，在堵剂水溶液中协同效应良好。 2、 实验仪器及、设备及材料 烧杯 天平 分析天平 干燥箱 超细水泥 中温缓凝剂 1 降失水剂 1 膨胀剂 1 消泡剂 1 消泡剂 2 3、缓凝剂 1 配伍性及加量调节实验 在 50%浓度水泥浆中分别加入 温缓凝剂 1，观测各加量下悬浮性、初终凝时间以及胶结强度 后，优选出缓凝剂的最佳加量。 表 1 中温缓凝剂 1 加量调节实验结果 缓凝剂加量 悬浮性 一般 良好 良好 良好 初凝时间 3 4 4 6 终凝时间 5 7 9 15 胶结程度 胶结较均一 强度较高 胶结均一 强度高 胶结均一 强度高 胶结均一 强度高 实验过程中我们观测到：所选中温缓凝剂 1 与水泥浆相容性良好，由表 1实验结果可以看出：当中温缓凝剂 1 加量为 ，能提高水泥浆体悬浮性、延长初终凝时间，且胶结物胶结情况得到了改善，因此该中温缓凝剂 与水泥浆配伍，且缓凝效果好。考虑到缓凝剂加量继续增大将影响胶结物胶结强度，且不经济。综合分析表 1 实验结果确定中温缓凝剂 1 加量为 4、降失水剂 1 配伍性及加量调节实验 在 50%浓度水泥浆中添加 温缓凝剂 1 后分别加入 失水剂 1，观测各加量下悬浮性、初终凝时间以及胶结强度后，优选出降失水剂的最佳加量。 表 2 降失水剂 1 加量调节实验结果 降失水剂加量 悬浮性 一般 良好 良好 良好 初凝时间 4 6 8 15 终凝时间 6 8 11 20 胶结程度 胶结较均一 胶结均一 胶结均一 胶结均一 强度较高 强度高 强度高 强度高 实验结果显示：降失水剂 1 与中温缓凝剂 1 配伍，其相容性良好，从而达到了预期的作用效果。不存在因添加剂不配伍而导致的添加剂失效问题。综合分析以上实验结果确定降失水剂加量为 5、膨胀剂加量调节实验 在 50%浓度水泥浆中添加 凝剂添和 失水剂后，分别加入 胀剂，观测各加量下悬浮性、初终凝时间以及胶结强度后，优选出缓凝剂的最佳加量。 表 3 膨胀剂加量调节实 验结果 膨胀剂加量 悬浮性 一般 良好 良好 初凝时间 5 7 8 终凝时间 8 10 11 胶结程度 良好 一般 较差 胶结物固结后体积 1407575使堵剂在到达封堵目的层后，胶结物微膨胀，更好地达到封堵效果。但同时考虑到膨胀剂的加入将影响到胶结物的强度，所以分析以上实验结果确定膨胀剂加量为 在调整膨胀剂加量实验过程中发现以下问题：膨胀剂加入后存在起泡现象，为保障施工的安全性，避免注入泵吸空，须加入消泡剂。 6、消泡剂配伍性实验 此次实验考虑到现场施工的可操作性以及安全性，为消除膨胀剂引起的起泡现象，加入消泡剂。对两种消泡剂进行了筛选。配伍性实验：在 50%浓度水泥浆中添加 温缓凝剂、添和 失水剂后，分别加入 膨胀剂 1、膨胀剂 2、优选出与其他添加剂配伍性良好的消泡剂。 表 4 消泡剂配伍性及加量调节实验结果 消 泡剂名称 悬浮性 初凝时间 终凝时间 胶结强度 消泡剂 1 良好 3 5 胶结差、强度差 消泡剂 2 良好 4 6 交接良好、强度好 由表 4 结果可以看出：消泡剂 2（聚醚类复配型）效果明显优于消泡剂 1，从而 优出选消泡剂 2，该消泡剂在消除膨胀剂起泡现象同时，并具有增加胶结物胶结强度作用。实验过程中加入 消泡剂后便可达到良好的消泡效果。 7、消泡剂 2 加量调节实验 消泡剂 2 加量调节实验：在 50%浓度水泥浆中添加 温缓凝剂、失水剂后，分别加入 膨胀剂 2、观测消泡及成胶固化情况。 表 5 消泡剂加量调节实验结果 消泡剂加量 消泡 一般 良好 良好 初凝时间 4 4 5 终凝时间 5 胶结程度 良好 良好 良好 胶结 物固结后体积 140 140 140 聚醚型消泡剂 2 的加入，在 量时，消泡效果良好，同时可使胶结物韧性、强度显著增强。综合分析以上结果：确定消泡剂加量为 以消除膨胀剂的起泡现象，避免注入泵吸空，保障了施工的安全性。 为增强堵剂胶结强度、胶结物胶结韧性、从而提高堵剂耐冲刷能力，可掺入一定量石棉绒纤维，粉煤灰后可使胶结物胶结韧性、强度得以提高。 三、实验结论 1、以 50%水泥浆为主体，添加 温缓凝剂 1， 失水剂 1， 膨胀剂 1， 泡剂的堵剂配方能满足文南油田水井挤 堵要求。 2、 配方具有：耐高温、耐盐、强度高、降滤失性好、耐高压、耐冲刷特点，更好的适应文南油田开发。 3、 可通过调节各添加剂加量达到适应施工工艺对堵剂性能的要求，且操作方便。 4、 各添加剂加量小，成本低，具有经济推广价值。 文 72堵水施工 针对文 72目的层埋藏深、温度高、渗透率低、堵水施工启动压力高、最终试压要求高的突出特点 ，我们对优选的封窜堵漏剂性能作了如下调整： 1、 悬浮稳定性 为保证泵送过程中最大限度的减少堵浆中固相颗粒因重力分异造成的沉降，通过室内实验，采取降低材料粒径，适当提高有机悬浮剂加 量，实现 2 小时析出水小于 底部无沉淀，流变性改变值小于 5%的技术指标。 2、 初凝时间 初凝时间 缓凝剂 温度 水质 90 110 130 静态初凝时间 自来水 出水 20*104 动态初凝时间 自来水 15 14 12 采出水 20*104 11 8 3、抗压强度 抗压强度 配比 1 度 水质 90 110 130 自然固化强度 自来水 出水 20*104 水固化强度 自来水 25 25 25 采出水 20*104 25 25 25 抗压强度 配比 1 度 水质 90 110 130 自然固化强度 自来水 出水 20*104 水固化强度 自来水 30 30 30 采出水 20*104 30 30 30 抗压强度 配比 1 度 水质 90 110 130 自然固化强度 自来水 出水 20*104 水固化强度 自来水 35 35 35 采出水 20*104 35 35 35 、实验方法 取克（精确到 列高强度封窜堵漏剂，加入自来水 合均匀倒入耐压 密封的不锈钢套中（长度为 径 ,密封好后放入盛有 水的高温老化罐中，密封老化罐在实验要求的恒温箱中恒温 h，冷却后堵剂为凝固态。 自然固化强度 取克（精确到 列高强度封窜堵漏剂，加入自来水 合均匀配制成实验浆体：取内径 玻璃管中，密封玻璃管口；取高温老化罐 ,倒入 水，将玻璃管正向放入高温老化罐中，密封老化罐；再正向将老化罐置入的恒温烘箱中，保持 h，冷却后，轻轻打碎玻璃管至玻璃完全除去，取出固化后的堵剂放入岩心夹持器中测定其抗压强度。 失水样品的制作 取克（精确到 列高强度 封窜堵漏剂，加入自来水 合均匀配制成实验浆体，模拟封堵实验仪的岩心夹持器内装入直径 钢筒，底部装入具有一定渗透率的实验砂 ，将实验将体倒入钢筒内，旋紧顶封，打开岩心夹持器环压进口阀，加环压大于 闭岩心夹持器环压进口阀，启动平流泵，对中间容器施加 压力，使中间容器中的高压液体施加于实验浆体，在压差的作用下滤液从岩心夹持器底部出液口端流出，平流泵压力指示表压力降至 关闭中间容器进口阀，启动平流泵，再次对中间容器施加压力；重复进行两次失水操作，取出钢筒，完 成失水样品的制作。 重复上述失水样品制作过程步骤次，完成各个失水样品的制作。 失水样品的养护 将制作好的个失水样品分别密封放入、的恒温水浴锅中，养护小时取出；、实验样品分别装入老化罐，加自来水 封后放入、恒温箱，养护小时取出。 失水样品的强度 按要求养护过的钢筒放入模拟封堵实验仪（附图）岩心夹持器中，加还压 动平流泵，设置排量 岩心夹持器中的实验样品加压，始终保持环压大于平流泵的压力 至岩心夹持器出口端滴出的第一滴水时实验样品所承受的水压，即为失水强度。 称取在恒温箱中干燥两小时的样品克，放入 . 孔标准筛中，震动过筛，筛至试样不在漏为止，称量筛余物量。 计算公式： Y=m6/00% 式中： Y 筛余物：； 试样质量： g 筛余物质量： g 盐水准备 在生产井矿化度不小于（ * ml/l 的地层盐水，在实验室过滤后制成试剂备用。