應(yīng)用化學(xué)堵水、封竄技術(shù)，進(jìn)一步挖潛油井潛力

1、2008年11月,,應(yīng)用化學(xué)堵水、封竄技術(shù)，進(jìn)一步挖掘油井潛力,,中國石油大港油田公司,內(nèi) 容,二、 化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,三、效果分析及結(jié)論,一、 研究與應(yīng)用化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的必要性,2007年以來，依托精細(xì)油藏描述最新成果，結(jié)合油井動態(tài)監(jiān) 測資料，針對每口井實(shí)際情況，通過研究應(yīng)用纖維微膨脹水泥漿、LC-1堵劑、強(qiáng)造壁封堵水泥漿堵水、封竄、封層技術(shù)，進(jìn)一步挖掘?qū)娱g、層內(nèi)剩余油潛力，見到了很好的效果；一年來共施工

2、19井次，有效率89%，累計增油1.8萬噸。,,一、研究與應(yīng)用化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的必要性,,采油一廠所屬油田是大港油田第一批開發(fā)投產(chǎn)的老油田，近幾年隨著油藏描述成果應(yīng)用的逐步深化，平面上剩余可動潛力在逐漸減少，剩余潛力多集中在動用難度大的層間及層內(nèi)，主要原因為受河流相沉積環(huán)境的影響，油田儲層層間及層內(nèi)沉積韻律明顯，剩余油多集中在層間及層內(nèi)的低滲透帶，這部分剩余潛力靠常規(guī)措施手段難以挖掘，因此研究應(yīng)用化學(xué)堵水技術(shù)封堵高滲透層（帶），

3、動用低滲透層（帶）的潛力，是提高采收率的有效途徑； 對于層間水竄和因固井質(zhì)量造成水竄的井，應(yīng)用化學(xué)封竄技術(shù)才能恢復(fù)油井的正常生產(chǎn)；對套變井、卡堵水井段長等常規(guī)機(jī)械卡堵水不能解決或工藝難度大的井，研究應(yīng)用化學(xué)封層工藝技術(shù)來代替機(jī)械卡堵水工藝，進(jìn)一步挖掘?qū)娱g剩余油潛力,（一） 纖維微膨脹水泥漿堵水、封竄工藝的研究與應(yīng)用 針對常規(guī)水泥漿在堵水、封竄等施工中，常常出現(xiàn)（1）因固井層位淺，巖石疏松，滲透性好，施工中水泥漿漏失

4、嚴(yán)重；（2）由于地層泥質(zhì)含量高，經(jīng)多年浸泡，井壁情況復(fù)雜，固井水泥環(huán)與地層的界面膠結(jié)質(zhì)量難以保證；（3）常規(guī)水泥漿固井后，水泥石韌性差，難以低抗射孔時高能量沖擊，造成“二次竄流”使堵水、封竄施工失敗。因此我們試驗用纖維微膨脹水泥漿進(jìn)行堵水、封竄。 纖維微膨脹水泥漿是通過在水泥漿中添加優(yōu)質(zhì)纖維、新型晶格膨脹材料，來提高水泥石的韌性和抗折抗壓強(qiáng)度，防止水泥漿收縮造成的水泥孔隙壓力降低，使水泥膠結(jié)質(zhì)量變差。,二、化學(xué)堵水、封竄、

5、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,1.纖維微膨脹水泥漿主要性能： 增韌：相對普通水泥漿它的抗折強(qiáng)度增長幅度在15%以上，靜態(tài)韌性模量降低 50%，抗沖擊提高20%以上； 防漏：可提高地層防漏失能力5MPa； 高穩(wěn)定性：自由水≤0.1% 流變性能好：流動度≥20CM，初始稠度 ≤20Bc 適應(yīng)性強(qiáng)：現(xiàn)場成功應(yīng)用2套體系，干混、水混均可,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,二、化學(xué)

6、堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,2.纖維水泥石的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度的評價： 對摻有纖維材料水泥石的抗折強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度試驗見表,從表中可以看出，加入各種外加劑后水泥石試驗的抗壓強(qiáng)度有 所增加（加入降失水劑之后略有降低），均大于14MPa。其抗折強(qiáng)度也呈增加趨勢，加入緩凝劑或降失水劑后對抗折強(qiáng)度增量的影響不大，其增長幅度多在10%～27%之間，P4、 P5在16.2%～27.3%之間。,3.水泥石的沖擊功增量及應(yīng)力－應(yīng)變測試

7、 纖維增強(qiáng)增韌材料的主要作用，是為了克服水泥石的脆性，提高水泥的抗沖擊性能和阻裂韌性；沖擊功是檢驗水泥石試樣韌性的一個重要指標(biāo)，所謂沖擊功是指：在擺錘沖擊機(jī)上，擺錘沖斷試樣時所失去的能量，即對試樣斷裂所做的功，通常水泥石試樣的抗沖擊功越大，其增韌效果也越好，因此，沖擊功的大小能夠直接反映出水泥石的塑性狀態(tài)和定量表征水泥石的增韌效果。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,摻入纖維材

8、料后水泥石試樣的沖擊功增量 （%）,,從上表可看出，加入纖維外加劑試樣的沖擊功與凈漿水泥石相比均有一定程度的增長， P4、P5效果更為明顯，24h、48h沖擊功比凈漿水泥石增長在40%以上，沖擊功測試結(jié)果也從另一方面證實(shí)了，在油井水泥中加入一定量的增韌材料是能夠提高水泥石的韌性的。,4.纖維水泥石微膨脹的評價 纖維微膨脹水泥漿，膨脹是采用新型晶格膨脹材料，補(bǔ)償水泥(石)的體積收縮，在水泥漿體水化早期和后期均能補(bǔ)償收縮，并產(chǎn)

9、生一定的體積膨脹，從而提高水泥膠結(jié)質(zhì)量。不同條件下各齡期水泥石的線膨脹實(shí)驗結(jié)果見表（原漿：嘉華G級水泥凈漿（80℃）或嘉華G級加砂凈漿（150℃和180℃）。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,線膨脹率實(shí)驗結(jié)果,從上表可以看出在高溫高壓條件下，膨脹水泥漿硬化體均具有較好的膨脹性,5.纖維微膨脹水泥漿應(yīng)用效果 07年共對4口固井質(zhì)量差的井補(bǔ)層前進(jìn)行二固打隔板封竄水層，工藝有效率1

10、00%：如：東9-26井，補(bǔ)孔明四17#層生產(chǎn)，射孔井段：1485-1488m，因射孔井段下有水層且固井質(zhì)量差，為防止水竄，故將1496-1497m井段射開，擠纖維微膨脹水泥漿6m3，打隔板封卡下面水層，防止水竄，施工后經(jīng)測CBL檢查固井質(zhì)量合格，補(bǔ)17#后，日產(chǎn)液量30m3/d，油量15t/d，年累計增油 2695噸。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,利用纖維微膨脹水泥漿的親水性共對2口井進(jìn)行層內(nèi)堵水，工藝有效率100%：如：

11、唐家河油田港557井是一口停產(chǎn)多年的長停井，因打側(cè)鉆井時發(fā)現(xiàn)該井套變嚴(yán)重未干成，為了恢復(fù)該井生產(chǎn)，通過分析該井資料發(fā)現(xiàn)2#層解釋油層，油層厚度17.6m， 1977年補(bǔ)開后曾經(jīng)高產(chǎn)，因后期出水關(guān)井，利用纖維微膨脹水泥漿的性能，決定堵水后重補(bǔ)2#層生產(chǎn)，射孔井段：1430.2-1434.0m，共用纖維微膨脹水泥漿10m3，堵水后日產(chǎn)液28m3/d，日產(chǎn)油16t/d，年累計增油2800噸。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,（二）LC

12、-1復(fù)合堵劑在長井段堵層、堵水上的研究與應(yīng)用 針對部分卡層多、井段長、含水高的井和沒有開采價值、漏失嚴(yán)重的層，研究應(yīng)用LC-1復(fù)合堵劑進(jìn)行堵水和封層，從而滿足地質(zhì)對工藝的需求，挖掘?qū)娱g、層內(nèi)剩余油潛力。 該工藝是在以水泥和氧化鈣為主的可固結(jié)類復(fù)合堵劑中加入了防收縮、防滲透、防脆裂、降密度、易造壁等材料，有效地解決了油井水泥在高滲透大孔道或裂縫處的漏失、收縮、脆裂等問題，但它的抗壓強(qiáng)度比水泥略低。,二、化學(xué)堵水、

13、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,LC-1堵劑技術(shù)指標(biāo),1. LC-1復(fù)合堵劑主要性能：,2. LC-1復(fù)合堵劑應(yīng)用效果 07年共應(yīng)用LC-1復(fù)合堵劑進(jìn)行長井段堵層7口井，有效率85%。如：中4-54井作業(yè)堵水，因井段長、工藝難度大，采用LC-1復(fù)合堵劑對該井4#—22#層共5個層進(jìn)行籠統(tǒng)堵水，井段：1409-2027m，共用密度1.6g/cm3堵劑200m3,堵后初期日增油27噸，年累計增油

14、3300噸。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,LC-1堵劑在部分長井段堵層井應(yīng)用效果,（三）特殊封堵材料（強(qiáng)造壁封堵水泥漿）在堵層井的研究與應(yīng)用 研究與應(yīng)用特殊封堵材料（強(qiáng)造壁封堵水泥漿），滿足地質(zhì)對漏失嚴(yán)重、無開采價值的層進(jìn)行封堵的要求，減少層間干擾，簡化井內(nèi)管柱結(jié)構(gòu)。 1.特殊封堵材料（強(qiáng)造壁封堵水泥漿）主要性能： 該堵劑具有很強(qiáng)的造壁性，施工中堵

15、劑在地層流動中遇到大孔道的地層骨架時，內(nèi)含的造壁添加劑迅速在大孔道進(jìn)口處（骨架表面）形成搭橋，在壓差的作用下很快形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，漿體中不同粒徑的可固結(jié)顆粒狀隨之填充網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙，隨著壓差的不斷增大，造壁層也在不斷的增厚，堵劑中的納米至微米級顆粒不斷填充大顆粒之間的空隙，使造壁層的強(qiáng)度逐漸增加，固結(jié)過程中堵劑內(nèi)的添加材料可有效防止水泥石的收縮，最后形成具有一定強(qiáng)度和韌性的石狀固體。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,2.特殊封堵材料

16、（強(qiáng)造壁封堵水泥漿）具有以下特點(diǎn)： 密度低：現(xiàn)場容易配制，并且不易出現(xiàn)沉淀或分層現(xiàn)象。 造壁能力強(qiáng)：在向目的層注入過程中遇到高滲透層或大孔道的骨架時，在有機(jī)與無機(jī)復(fù)合材料的協(xié)同作用和壓差的作用下，很容易在其表面進(jìn)行造壁封堵，隨著注入壓力的增加造壁強(qiáng)度也在同時增加。 封堵效果好：強(qiáng)造壁復(fù)合封堵材料與地層巖石具有較強(qiáng)的親和能力，可以在凝固后與地層（接觸面）形成一個牢固的整體，提高了封堵強(qiáng)度和效果。 用量少：由

17、于該堵劑具有較快的造壁能力，所以用量相對少，封堵性能優(yōu)于其它封堵的效果。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,3. 特殊封堵材料（強(qiáng)造壁封堵水泥漿）應(yīng)用效果： 07年共對6口地層漏失嚴(yán)重、虧空大的井進(jìn)行封堵，有效率83%。如：中5-59井，作業(yè)增補(bǔ)濱一4的16#層生產(chǎn)，為了確保措施效果，對井內(nèi)2#、3#、16#、17#四個層同時封堵，因四個層封堵井段長（231m）、漏失嚴(yán)重，且2#、3#層為水層施工難度大，決定采用強(qiáng)造

18、壁復(fù)合堵劑30噸進(jìn)行封堵，堵層后鉆開封堵段對4個層試壓10MPa，穩(wěn)壓20min壓力不降合格，增補(bǔ)16#層后，作業(yè)后該井初期日增油3噸，年累計增油560噸。,二、化學(xué)堵水、封竄、封層技術(shù)的研究應(yīng)用,三、效果分析及結(jié)論,2007年我們共應(yīng)用以上三項技術(shù)進(jìn)行堵水、封竄、封層19井次，現(xiàn)場應(yīng)用工藝成功率較高，但各項技術(shù)在應(yīng)用中都有一定的局限性，并不適合每一口井。 纖維微膨脹水泥漿封、堵層工藝，優(yōu)點(diǎn)：堵層、堵水材料價格低廉，適合

19、單層或1-3層，井段不長層間距小的井封竄、堵水；缺點(diǎn)：工序多、長井段多層堵水效果不好，帶封隔器分層堵層時因流動性不好初凝時間短，施工中若封隔器失效后易造成工程事故。,三、效果分析及結(jié)論,LC-1堵劑堵層、堵水工藝，適合用于長井段多層籠統(tǒng)堵層、堵水，施工難度小，操作簡便，在堵層、堵水施工中不會造成大修。（因流動性好、候凝時間長，適用于帶封隔器分層堵層、堵水）；缺點(diǎn)：堵層、堵水材料用量大，費(fèi)用高，候凝時間長，平均每口井材料費(fèi)28萬元。