耐温135℃凝胶堵漏技术研究及其在普光气田的应用.ppt

耐温135 凝胶堵漏技术研究及其在普光气田的应用 钻井工程技术研究院二 九年八月 2009年度钻井液与完井液技术研讨会 汇报内容 一 普光地区承压堵漏和气井暂堵技术难点二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价三 凝胶承压堵漏技术研究及应用四 凝胶气井暂堵技术研究及应用五 结论 2009钻井液与完井液技术研讨会 普光地区开发井在中完或完井过程中两项重要技术 承压堵漏技术 满足固井对地层承压能力要求 气井暂堵技术 解决普光地区气井射孔后溢流或井漏 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点 普光地区构造复杂 海陆相共存 埋藏深 压力层系多 裸眼井段长 复杂的地质条件导致承压堵漏和气井暂堵分别存在很多技术难点 2009钻井液与完井液技术研讨会 承压堵漏技术难点 裸眼井段长2200m以上 裂缝 孔隙漏失并存 漏层孔喉尺寸大小不确定 地层承压能力和设计承压要求差别大 承压要求高 承压堵漏时有裂缝张开 压力越高 裂缝开启程度越大 不同裂缝开启压力有差异 目前常规桥塞堵漏技术堵漏一次成功率常低于40 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点 2009钻井液与完井液技术研讨会 气层温度高 达到130 气层埋藏深 超过5000m 射孔段长 地层渗透率差异大 h2s含量高 常规暂堵剂存在与漏失通道难以匹配 抗温能力不足等问题 施工难度大 目前国内尚无成熟技术 气井暂堵技术难点 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点 2009钻井液与完井液技术研讨会 针对普光气田堵漏技术存在的以上难点 研究形成了抗温135 凝胶堵漏技术 可满足海相地层长裸眼段承压堵漏及气井暂堵技术需求 已在普光地区取得良好的应用效果 尤其是高含硫气田气井暂堵技术 达到国内领先水平 具有广阔的应用前景 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点 2009钻井液与完井液技术研讨会 汇报内容 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价三 凝胶承压堵漏技术研究及应用四 凝胶气井暂堵技术研究及应用五 结论 2009钻井液与完井液技术研讨会 自主研发出抗温135 以上的凝胶新材料nfj 1 由自主研发的含有 so3h基团的耐温耐盐单体2 丙烯酰胺基 2 甲基丙磺酸 amps 含有苯环侧基的有机单体和含 si c si 结构的耐温材料聚合反应而成 具有5 10倍的膨胀能力 是一种有韧性 能变形的弹性材料 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 提高凝胶分子链的热稳定性 引入amps单体增加分子链刚性 提高碳链热稳定性引入环状侧基单体利用位阻效应 增大分子运动阻力 提高热稳定性引入无机抗温材料含 si c si 的结构进一步改善分子链的刚性和强度 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 室温条件下24h膨胀7 4倍 10d膨胀9倍 135 条件下养护10d 膨胀倍数为8倍 图1不同温度及养护时间条件下膨胀倍数 膨胀能力评价 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 热稳定性评价 普通凝胶 1d后膨胀倍数明显下降 3d后全部溶解nfj凝胶 10d时膨胀倍数为8左右nfj凝胶具有良好的高温稳定性 能满足高温 135 条件下的堵漏技术要求 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 酸溶性评价 凝胶 nfj 酸溶率均在90 以上 可满足储层堵漏后期酸压解堵作业及储层保护技术要求 凝胶材料室温和135 酸溶率 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 注 酸溶率l m1 m2 m1 为了进一步模拟凝胶 nfj 对地层温度及压力下的适应性 将凝胶样品挂于文东油田文13 298水井尾管处 模拟井下条件评价热稳定性 井深2900m总矿化度15 104mg l其中ca2 8500mg lmg2 800mg l凝胶在井内放置90d后 仍然保持较好的强度和韧性 表明其具有较好的耐温 耐压及抗盐性能 现场适应性 二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价 2009钻井液与完井液技术研讨会 汇报内容 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价三 凝胶承压堵漏技术研究及应用四 凝胶气井暂堵技术研究及应用五 结论 2009钻井液与完井液技术研讨会 根据普光地区地层特点及承压堵漏技术要求 以不同粒径凝胶为主剂 优化架桥颗粒种类及堵漏材料粒径级配 形成了凝胶承压堵漏技术 技术特点 可受压变形 与不同大小的漏失通道适应性好承压强度15mpa 抗温135 适于裂缝性 孔隙性漏失和长裸眼井段的承压堵漏 可酸溶 能用于储层堵漏 堵漏配方 携带液 3 5 gd 2 3 5 gdj 1 5 12 核桃壳 3 5 凝胶 三 凝胶承压堵漏技术研究及应用 2009钻井液与完井液技术研讨会 三 凝胶承压堵漏技术研究及应用 1 性能评价 1 堵漏能力 凝胶堵漏剂封堵层形成快 承压强度高 达到15mpa 常规堵漏剂封堵层形成慢 承压强度低 不到4mpa 2009钻井液与完井液技术研讨会 三 凝胶承压堵漏技术研究及应用 2 封堵强度 堵漏强度试验对比 可以看出 在不同模拟漏失层中 凝胶堵剂的堵漏强度均远远大于常规桥堵剂的堵漏强度 2009钻井液与完井液技术研讨会 三 凝胶承压堵漏技术研究及应用 2 现场应用 凝胶承压堵漏技术在普光气田pa 2 p4 2等5口井进行了承压堵漏 成功率100 普光凝胶承压堵漏统计 2009钻井液与完井液技术研讨会 汇报内容 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价三 凝胶承压堵漏技术研究及应用四 凝胶气井暂堵技术研究及应用五 结论 2009钻井液与完井液技术研讨会 四 凝胶气井暂堵技术研究及应用 针对普光气田气井暂堵技术要求 采用低膨胀凝胶为主剂 配合悬浮稳定剂 优化架桥颗粒种类及堵漏材料粒径级配 形成高含硫气田气井作业暂堵技术 抗温130 暂堵强度大于15mpa酸溶率大于90 适用于 类 类 类气层暂堵作业施工 暂堵剂配方 甲酸盐压井液 悬浮剂 5 6 暂堵材料 8 12 2009钻井液与完井液技术研讨会 1 与压井液的配伍性 1 性能评价 结果表明暂堵浆与80 甲酸盐溶液1 1比例混合不影响性能 四 凝胶气井暂堵技术研究及应用 2009钻井液与完井液技术研讨会 2 暂堵承压能力 模拟孔洞 裂缝漏失承压能力随挤入量变化曲线 模拟孔隙漏失承压能力随挤入量变化曲线 四 凝胶气井暂堵技术研究及应用 从图中看出 凝胶暂堵剂承压强度高 能达到15mpa 2009钻井液与完井液技术研讨会 2 现场应用 凝胶暂堵技术于p102 2 p301 2 p302 3等30余口井进行了暂堵技术施工 一次堵漏成功率100 以p302 2井暂堵技术施工为例 四 凝胶气井暂堵技术研究及应用 2009钻井液与完井液技术研讨会 现场配制暂堵浆60m3 暂堵浆密度1 28g cm3 暂堵剂浓度6 入井暂堵浆56m3 挤入地层50m3 最高施工压力 套压 达到17mpa后压开地层 套压降至10mpa 继续挤注套压升至14mpa后不再上升 通过多次静止观察再持续挤注套压仍然未见上升 静止60min后套压降至0mpa 静止循环观察5d后 循环返出的压井液全烃值有显示可以看出 该井通过暂堵施工有效的降低了地层的渗透率 且施工后未发现有气侵 溢流和漏失现象 达到了封堵炮眼保护储层及保障起下管柱安全的施工目的 施工过程 四 西部深井堵漏建议 2009钻井液与完井液技术研讨会 汇报内容 一 普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二 耐温135 凝胶聚合物合成及性能评价三 凝胶承压堵漏技术研究及应用四 凝胶气井暂堵技术研究及应用五 结论 2009钻井液与完井液技术研讨会 合成出耐温135 凝胶聚合物 膨胀5 12倍可调 酸溶率大于90 具有良好弹性 形成了抗温135 承压达到15mpa的承压堵漏技术及凝胶气井暂堵技术 凝胶承压堵漏技术在普光pa 2等5口井成功应用