封窜堵漏配套工艺(座谈6)

1、,完善封窜堵漏配套工艺 提高封堵效果,刘世恩 2009年12月,一、东辛油区套损井现状及机理探讨 二、封窜堵漏配套技术研究与应用 三、存在问题 四、攻关方向,目录,东辛油区管辖着东辛、盐家、广利、永安和新立村五大油田，随着开发的深入，井况日益恶化，套漏井逐年增多，造成注采井网不完善，年影响产能10-12万吨。,一、东辛油区套损井现状及机理探讨,莱1断块井网图,一、东辛油区套损现状及机理探讨,对302口套损井，按使用年限统计，套管平均寿命仅10.6年 。,套管寿命 1-5年占23.4% 6-10年占37.6% 11-15年占18.2% 16-20年占6.5% 21-25年占10.4% 26年以上

2、仅占3.9%,一、东辛油区套损井现状及机理探讨,地质因素,工程因素,生产措施,影响因素,地层断层活动、 地下地震活动、 岩石性质、 地层非均质性,固井和管材质量、 作业施工过程中套管内压力的突然憋放、 起下工具的撞击磨损、射孔等,不合理注水、 地层改造中的压裂、酸化、 套管腐蚀、地层出砂等,东辛油田属于典型的复杂断块群油气藏，断层多、断块小，随着油田的开采不仅使油层发生沉降而且使断层两侧的压差增大，导致应力相对集中，对套管产生横向剪切作用。,1、断层附近应力集中引起套损,一、东辛油区套损现状及机理探讨,平面上：分布在断裂系统复杂地带，集中于断层两侧及附近； 纵向上：钻遇断层的11口井，其损坏位

3、置和断层深度基本一致；,泥岩主要由粘土矿物组成，水窜入泥岩层时，泥岩遇水膨胀并产生局部挤压力，导致套管变形、破裂、错断。,2、泥岩吸水蠕变和膨胀,典型井例：DXX11-67 测井图微电极和自然电位显示1730-1760米为泥岩，由于吸水膨胀造成1748-1758米套缩。,一、东辛油区套损现状及机理探讨,泥 岩,DXX11-67井测井曲线,泥岩层吸水膨胀套管受力示意图,3、套管腐蚀,受电化学腐蚀（CO2、O2、CL-）、细菌腐蚀（SRB菌）影响，广利油田17井套坏。,室内研究表明：东辛油田腐蚀区块的污水矿化度在30000-60000mg/L左右，属于腐蚀严重区。,一、东辛油区套损现况及机理探讨,

4、腐蚀速率与污水矿化度关系曲线,油层大量出砂破坏了岩石骨架的应力平衡，上覆地层压力超过油层孔隙压力和岩石骨架结构应力时，相当一部分应力转嫁给套管，导致套管失稳、弯曲变形、错断 。,4、地层出砂,典型井例：XLA8X19 该井生产层沙二7（3），1979.3-1982.3米出砂严重，造成1953米处有套缩（110mm）现象 。,一、东辛油区套损现状及机理探讨,如果套管存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等问题，在完井后的长期注采过程中，将会出现套损现象 。,5、管材质量,尺寸精度的影响： 不圆度达1.44-2.0%， 抗挤压力降低22-36%； 壁厚不均度达10-20%， 抗挤压力降低

5、8-15%。,典型井例：DXX109X155 09年完钻后即发现1387米处漏失。,一、东辛油区套损现状及机理探讨,一、东辛油区套损现况及机理探讨 二、封窜堵漏配套技术研究与应用 三、存在问题及攻关方向,目录,确定套漏准确位置是提高封窜堵漏效果的关键，根据东辛油区开发实际，结合井况特点，找漏验窜测井主要采用：井温法、封隔器法、同位素法、电磁探伤测井法、井径测井法。,二、封窜堵漏配套技术研究与应用,静止井温、加压井温、放压恢复曲线拟合对比，DXX53X16 在1539.8-1547.6米、1749-1757米有漏点。,1、井温验窜测井工艺,找漏验窜测井工艺,井温 异常,井温 异常,温度测井仪示意

6、图,用于套管内径的测量，检查套 管腐蚀、变形、错位、裂缝。 DXX34-33: 2199-2202错段 2292-2295缩径,2、18B或40B井径测井工艺,找漏验窜测井工艺,测加入同位素前后自然伽马曲线确定窜槽位置，YAA3C48：同位素上窜至2175米，说明生产层与水淹较严重的沙二9（1）：2175.9-2179窜通。,3、同位素测井工艺,找漏验窜测井工艺,窜槽位置,套管厚度变化或存在缺陷时，感应电动势将发生变化，用于裂缝和孔洞的检测。,4、电磁探伤测井工艺,上扶正器,伽马探头,下扶正器,井温探头,长轴探头A,横向探头B,短轴探头C,找漏验窜测井工艺,找漏、验窜测井多采用组合法，提高测井

7、资料应用效果。最常用井温法与封隔器法的组合，先用井温法找出套漏大致位置，然后用封隔器法复验确定准确位置 。,磁测井曲线 井径曲线 井径柱状图 井壁展开图,找漏验窜测井工艺,在加强工程测井的基础上，针对不同井况，结合堵剂性能，开展技术攻关，形成较完善封堵工艺，为老区挖潜增效、采收率提高提供了有力的技术支撑。,二、封窜堵漏配套技术研究与应用,不留塞封堵工艺 超细复合堵剂堵漏工艺,复合堵剂堵漏工艺,G级油井水泥堵漏工艺,正挤水泥反循环洗井堵漏工艺 平推挤水泥堵漏工艺 带封隔器堵漏工艺 “井筒降温、打隔离液”堵漏工艺,多段塞堵漏工艺 “前期隔板、后期封口”堵漏工艺,成岩粉堵漏工艺,G 级 油 井 水

8、泥,石灰石 粘土 铁矿粉 石膏,磨细 煅烧,G级油井水泥配套封堵工艺,水化 、凝结 固化,C-S-H 硅酸钙凝胶,G级油井水泥的性能特点,硅酸三钙（3CaOSiO2） 硅酸二钙（2CaOSiO2） 铝酸三钙（3CaOAL2O3） 铁铝酸四钙（4CaOAL2O3Fe2O3）,G级油井水泥物理性能指标,备注：P和P1分别为38和60常压下测得的8h抗压强度。,影响因素,温 度,压 力,水灰比,比表面积,G级油井水泥封堵工艺,影响水泥物理性能的因素,通过添加剂优选实验，缓凝剂的最佳比例范围分别为1.5-4.5,温度越高 稠化时间越短,压力越高 稠化时间越短,水灰比越大 稠化时间越长 抗压强度越低,比

9、表面积越大 稠化时间越短 抗压强度越高,由于G级油井水泥具有价格低廉、施工简单、固结强度高等优点，为东辛油区套漏井主导封堵工艺，应用于封堵水泥返高之下套漏段及二次固井。,G级油井水泥封堵工艺,选井原则,提原井管柱,通井,刮管,验窜找漏,油套试压,填砂,注泥浆,钻塞,试压,完井,探冲砂,施工工序,G级油井水泥封堵工艺,施工工艺,循环法堵漏工艺 平推法堵漏工艺 封隔器堵漏工艺 “井筒降温、打隔离液”堵漏工艺,依据井下技术状况，结合油井水泥的性能特点，优选相应的封堵工艺。,1、循环法堵漏工艺,G级油井水泥封堵工艺,适用单处漏点、短井段封堵,典型井例：XLA8-9 漏点：1243-1271，措施后日液

10、38.9方，含水72%，日油10.8吨，增油2219吨 。,堵漏后含水72%,2、平推法堵漏工艺,该工艺用于长井段多漏点、地层漏失严重、地层压力较高井的封堵。,G级油井水泥封堵工艺,1,2,1,2,1,2,优点： 针对地层压力高、井口有溢流的套漏井，避免泥浆返吐，提高封堵成功率； 针对多漏点、跨度小于50米的套漏井，解决了各套漏点封堵强度差异大的问题。,典型井例：DXX53-14 漏点：2414-2420、2428-2443、2455-2526，多层段，非均质性严重 措施后日液15.9方，含水50%，日油7.95吨，增油1577吨 。,3、封隔器堵漏工艺,该工艺用于多漏点且跨度大（大于50米）

11、的套漏井及套漏点以上套管有问题（曾封窜或整形）的封堵井 。,G级油井水泥配套封堵工艺,优点： 对多漏点且跨度大（大于50米）的井，保证每个漏点的封堵质量； 对套漏点以上套管有问题的井，保护井筒，消除漏点上部井筒对施工不利影响 。,典型井例：DXX53X16 漏点：1539.8-1547.6、1749-1757，跨度202米，试挤压力12、18MPa。措施后日液15.6方，含水65.6%，日油5.36吨。,4、“井筒降温、打隔离液”堵漏工艺,“三高特性井” 温度高、矿化度高缩短堵剂稠化时间，作业风险增大；压力高，泥浆易反吐，成功率降低。,G级油井水泥配套封堵工艺,解决方法： 先期井筒降温、堵剂前

12、加隔离液、 降低堵剂比重、提高流动性,典型井例：DXY72-342 套漏2749-2768，温度90，矿化度75460mg/l。彻底洗井、顶替10方清水作隔离液、挤泥浆，措施后日液13.2方，含水56.7%，日油5.71吨。,应用效果：,措施初期单井平均增油4.06吨 /天，累计增油362吨/井，总增油11222吨。,G级油井水泥配套封堵工艺,G级油井水泥浆在漏失地层中滞留性差，对于浅层堵漏适用性差。,缺点：,高水膨胀成岩粉,石灰石 铝矾土 石膏 添加剂,磨细 煅烧,成岩粉配套封堵工艺,水化、凝结 固化,3CaOAL2O33CaSO412H2O 钙矾石,成岩粉的性质特点,水化溶解发生絮凝作用，

13、形成大量的钙矾石；胶结固化期形成最佳针状结构的钙矾石，填充在钙矾石网状结构中，浆体变成高强度硬化体。,成岩粉配套封堵工艺,成岩粉的性能特点,优点： 具有膨胀性，膨胀率达0.2%-0.3%，为水泥的3倍； 具有触变性能，漏失量少； 易钻塞。,浅层胶结疏松，地层高孔高渗 地层出砂造成近井地带出现空穴 堵剂浆液流失量大，滞留量小 一次成功率低,选井原则,成岩粉配套封堵工艺,封堵浅层套漏井,施工工艺,多段塞堵漏工艺 “前期隔板、后期封口”堵漏工艺,2009年共施工17井次，一次成功率64.7%，比08年提高了5.6%，措施初期单井平均增油3.98吨 /天，累计增油356.5吨/井，总增油6060吨。,

14、1、多段塞堵漏工艺,该工艺用于反洗井时井口返液很少（1/32/3）的浅层套漏井的封堵。 施工工艺： 密度1.65的成岩粉灰浆暂堵 密度1.451.55的成岩粉灰浆，形成 驻留段 密度1.85的G级油井水泥泥浆封口,典型井例：DXX109-93 套漏303-477，漏失严重，措施后日液19.3方，含水87.7%，日油2.37吨，已累增油992吨 。,成岩粉配套封堵工艺,2、“前期隔板、后期封口”堵漏工艺,成岩粉配套封堵工艺,CaCl2对成岩粉泥浆体系稠化时间的影响,该工艺用于反洗时井口不返液的严重漏失套漏井的封堵。 施工工艺： 2%-4%促凝剂的成岩粉泥浆形成隔板 密度1.6的成岩粉泥浆封口,T

15、(),t/min,CaCl2,典型井例:YAA3X153 套漏792-810，地层出砂严重，注入2% CaCl2的成岩粉泥浆，然后注入比重1.6的成岩粉，措施后日液14.7方，含水73.5%，日油3.89吨，已累增油733吨 。,固相颗粒 结构形成、支撑剂 膨胀型活性填充剂 活性微晶增强剂 增韧剂、胶凝固化剂,复合堵剂封堵工艺,水化,复合堵剂的性质特点,凝结 固化,网架结构,本体和界面胶结强度高的固化体,水泥固化体胶结界面微观结构 复合堵剂固化体胶结界面微观结构,选井原则,主要用于侧钻井侧钻段堵漏、二次固井、套管微裂缝漏失封堵。,施工工艺,不留塞封堵工艺 超细复合堵漏工艺,复合堵剂封堵工艺,2

16、009年复合堵剂堵漏工艺共实施3井次，措施成功率66.7%，措施初期单井平均增油3.5吨 /天，累计增油210吨/井，总增油420吨。,不留塞封堵工艺,用于井身结构复杂或井筒有问题的套漏及管外窜井的封堵，保护套管，减少工序，缩短工期。,施工工艺： 注完灰浆后即冲出井筒内的多余灰浆，候凝2天后试压验证封堵效果。,侧钻井侧钻部位堵漏后钻塞过程中易造成套管磨损严重、作业周期长等问题。,复合堵剂封堵工艺,1、不留塞封堵工艺,典型井例：YAA3C48 同位素测井发现生产层与水淹严重的沙二9（1）：2175.9-2179窜通，不留塞二次固井，声波变密度测固井质量良好。措施后日液18.8方，含水56%，日油

17、8.27吨，已累计增油349.4吨 。,复合堵剂封堵工艺,声波前后对比，固井良好,2、超细堵剂堵漏工艺,室内评价超细堵剂粒度分布累积曲线 D9522m，比表面积16000cm2/cm3，通过0.15mm窄逢能力90%。,针对微裂缝漏失存在堵剂难以进入地层、不能形成有效固结体、封堵质量差、施工压力高等问题，开展超细堵剂堵漏工艺研究。,复合堵剂封堵工艺,DXX24C1：1778-1788微裂缝漏失，试挤压力16MPa，措施后日液63.6方，含水78.6%，日油13.6吨。,堵漏后含水78.6%,堵漏前含水100%,措施初期单井平均增油4.26吨 /天，累计增油347吨/井，总增油17702吨。,封

18、窜堵漏51井次,堵漏42井次,二次固井（管外窜）9井次,水泥返高之下25口,水泥返高之上17口,二、封窜堵漏配套技术研究与应用,88%,76.1%,堵 漏,二次固井,100%,77.7%,成功率 有效率,一、东辛油区现状概况及机理探讨 二、封窜堵漏配套技术研究与应用 三、存在问题 四、攻关方向,目录,1、对地层潜力认识程度不够,09年低效井中有4口开井后高含水， 2口供液不足，分析主要原因是潜力层认识不清，制约了油井封窜堵漏有效率的提高。,例如DXX70X22漏失段：1215-1316米，复合堵剂封堵后打塞封沙三7：2326-2337，补孔沙二4：2255-2256，措施后因高含水已关井。从矿

19、化度、液面、地质等方面综合分析认为：由于生产层沙二4本身为高含水层所造成。,DXX70X22测井图,油水同层,2、浅层堵漏一次成功率低,09年浅层堵漏共实施17井次，一次成功率64.7% ，其中5口井2-3次堵住，例如DXY12C39套漏717-727米，出砂严重（12.2方），封堵2次才成功。,由于浅层岩石成岩作用差，胶结疏松，地层高孔高渗，地层出砂造成近井地带出现空穴，造成注入水泥浆会沿着大孔道严重流失 ，以致近井地带水泥滞留量少，不能形成有效的封堵泥塞。,套漏部位,水泥返高,3、工序复杂、钻塞困难,封堵工序复杂，作业工期长，平均作业工期16-18天，其中钻塞工序平均需要2-4天，并且钻塞困难，易磨损套管，影响了油井的正常生产。,封堵工序,4、工程测井实施力度不够,目前验窜、找漏以及措施效果主要靠试压来判定，以致不能快速、准确的判断套损状况，同时缺乏措施效果验证的必要手段，不便于对封窜堵漏技术准确的评价。,硼中子寿命测井,声波变密度测井,2310-2320窜,第2界面固井差,2321-2325固井良好,DXX14P1二次固井：2321-2325，灰浆侯凝后试压合格（12MPa），声波变密度测井，固井质量良好，生产2311-2314，开井后含水100%，硼中子寿命测井，在2310-2320有窜。,一、东辛油区现状概况及机理探讨 二、封窜堵漏配套技