油水井高效堵水堵漏技术、作用机理和应用

1、油水井高效堵水堵漏技术、作用机理和应用摘要 新型高强度微膨胀化学堵漏剂YLD-1 性能 作用机理 特殊的封固技术 文33-107等井成功的应用 目 录前言主要研究内容 现场应用示例 应用前景 几点认识 前言适应的地质概况高温 高压高矿化度低渗透非均质严重 复杂断块油气田 目前油水井堵漏处理概况目前，解决油水井因腐蚀和其它原因造成的地层漏失问题主要采用常规无机胶凝材料堵漏和热固性树脂堵漏方法，以及部分换套大修工艺和内衬小直径套管等工艺技术。 现在应用该技术概况针对这些问题，中原油田采油工程技术研究院研制开发的新型微膨胀化学堵漏剂，其独特的封固技术和作用机理，成功地在采油四厂文33-107井应用，

2、见到很好的效果，恢复了该井的青春。 主要研究内容高强度微膨胀化学堵剂 引入的材料结构形成剂 胶凝固化剂 膨胀型活性填充剂 活性微晶增强剂 活性增韧剂 性能调节剂 主要功能是快速形成互穿网络结构 主要功能是使化学堵剂形成高强度的固化体 主要功能是使固化体结构致密，强化固化体本体强度和界面胶结强度 主要功能是提高堵剂固化体的韧性，提高界面胶结强度 主要功能是强化堵剂固化体的界面胶结强度 主要调节堵剂的初终凝时间 对化学堵剂的性能要求化学堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络结构，有效地滞留在封堵层内。在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机堵剂的协同效应和化学反应，能够在封堵层

3、位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体。在各种工况下，都能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高施工有效期。配制的堵浆流动性和稳定性好，挤注压力低，固化时间易于调整。堵剂固化体的本体强度优于油井水泥。现场施工验收指标为：油井15MPa，15min压降；水井25MPa，15min压降。油水井高效堵水堵漏剂的性能研究驻留性和胶结强度评价 样品号互穿网络结构形成时间 s网络结构形成后的承压能力 MPa突破压力MPa击穿压力MPa化学堵剂204.08.524.0油井水泥无网络结构形成03.87.5超细水泥无网络结构形成04.58.2表1 固化体胶结强

4、度试验 表2 封堵层的形成速度和强度试验样品号封堵层形成时间s封堵层厚度mm封堵层粘接强度KPa备 注化学堵剂283250.39油井水泥无封堵层形成00全部穿过模拟漏失层超细水泥无封堵层形成00全部穿过模拟漏失层表3 化学堵剂YLD-施工性能研究编号表观粘度mPa.s塑性粘度mPa.s动切力Pa初切/终切Pa初凝/终凝h115.515.00.52.5/5.015/17.4227.525.02.52.8/5.512/13.5354.043.011.03.0/6.09/10.5图1 温度与胶结强度的关系评价条件：Ca+=1500mg/L，Mg+=1000mg/L，Cl-= 150000 mg/L

5、，总矿化度=200000mg/L。作用机理 化学堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络结构，有效地滞留在封堵层内，具有很好的抗串能力。 在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机堵剂的协同效应和化学反应，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微胀涨和有效期长的固化体。 在各种油水井化学堵漏工况下，都能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高施工有效期。 堵剂固化体的本体强度优于油井水泥 概述图3 水泥石8d 图5 堵剂固化体8d 图4 水泥石30d 图6 堵剂固化体30d 油井水泥固化体内部微观结构高效堵水堵漏剂固化体内部微观结构施工工艺

6、技术根据施工井的具体情况，制定配浆方案，使之适应不同漏失程度、不同井温和不同漏失特征的施工井。空井筒平推工艺找套漏堵套漏示意图 套漏点地层下管柱挤堵工艺示意图 地层套漏点下封隔器挤堵工艺示意图 套漏点地层在现场施工过程中动态调整各项施工参数。现场应用情况2001年推广应用运行情况封堵高压盐水1口封窜堵漏5口修复套损井23口挽救废弃井7口其它堵漏井112口合计145口井现场应用示例文33-107井（油井堵套漏、封层）井况1984年4月投产的一口老井，完钻井深3300米。该井2000年4月大修。2000年7月换封未成。该井投入了近200万元大修费。解决问题自由段套漏、变形破裂段套漏S2下2，4，5

7、米的挤堵封层三个难题。该井经堵漏后，又焕发了青春，措施前，产油，含水99%，措施后产油8-13t/d,含水30%，经注水见效后，产量稳到30t/d，挽救了这口濒于报废的油井。胡侧2-36井（油井封窜堵漏）该井于2000年4月投产，因固井质量差而造成套管外窜，含水达99%，无产油量。实施新型的化堵技术后，成功地进行了封窜，堵住了水层，措施前产油0t/d，含水100%，措施后，产油16t/d，含水20%。卫125井（油井堵套漏、封层）地质提供套漏井段1264-1349m，层位漏失井段，漏失量682m3/d7 MPa，实施化堵技术后，15 MPa试压合格，措施前1990年关井（10年），措施后产油2

8、0 t/d，不含水。文13井（油井堵水）地质提供挤堵层段，实施化堵技术后，15 MPa试压合格，措施前产油2t/d，含水96.8%，措施后产油7t/d，含水74%。文13-269井（油井暂堵、堵水）地质提供挤堵井段，对进行填砂作业未成，原因是溢流太大，决定使用采油工程技术研究院研制的暂堵剂进行暂堵作业，该井暂堵-挤堵-解堵配套工艺技术相当成功，措施前产油，含水98%，措施后产油，含水79.2%。胡96井（高压盐水井）完钻井深：4094m存在问题：由于射开的为高压盐水层，在投产作业时经常发生盐卡，决定对该层化堵施工难度：高温高压，高矿化度，施工时启动压力高，用常规堵剂施工风险大。施工情况：采用抗

9、高温高强度配方，堵浆进入高压盐水层时压力由35 MPa升至55 Mpa。施工效果：候凝36h后钻塞试压35 MPa，10min压力不降，盐层封堵成功。卫22-34井（浅层低温套损井封堵）完钻井深：水泥返高：1800m存在问题：套管破漏（和637m）特点：两漏失点位于水泥返高以上，漏失点浅，井温低，且漏失量大，吸水量差异大。施工工艺：采用空井筒平推工艺，挤堵前用石灰泥160方对该井进行了预处理，然后挤堵漏剂30m3施工压力：最高施工压力15MPa施工效果：试压15MPa稳压不降，解决了浅层套管堵漏修复难题，比大修换套的费用降低了大约60%。应用前景对于自由段及封固段套管腐蚀穿孔和变形破裂，一般采

10、用起换套大修井工艺。由于工艺和费用成本的限制，许多腐蚀穿孔和变形破裂的套损井得不到及时的修复利用，影响了油田的开发效益和产能的提高。采用油水井高效堵水堵漏技术具有下列优点-1-不用上修井架子，只用普通的作业架子就能满足施工需要。-2-不受井深和井眼条件的限制，施工简单安全，成功率高。-3-一般情况下，采用油水井高效堵水堵漏新技术进行修井施工，从施工到试压合格只需3-4天时间，而普通的取换套施工需要20天左右的时间，大大节约了作业时间。-4-对于某些腐蚀穿孔特别严重，同时因条件限制，无法确定具体套损井深的复杂井，使用这项新技术，可以免去找漏工序，直接进行修复施工，实现找漏堵漏一体化的要求。-5-可以比常规的大修工艺节约成本40-50%，经现场实验证明使用期高于水泥挤封的井。另外该技术还能广泛应用于封堵炮眼、封堵大孔道、漏失层、封窜等增产作业，具有广阔的应用前景。几点认识油水井高效堵水堵漏技术的研究重点针对油水井破损套管管外冲蚀严重、漏失层漏失量大和界面胶结难度大等问题，通过新型微膨胀化学堵剂YLD-1的研究，重点解决了下列问题：堵浆的驻留性、抗窜性问题对于套管破损位置在自由段或高渗透的大孔道地层，化学堵剂进入漏层能有效地驻留，使堵浆注入量减少，堵漏修复成功率大大提高。提高界面胶结强度所施工井通过提高界面胶结强度，提高了堵漏修复的有效期和对增压