油水井二次固井封竄工藝的研究和應(yīng)用

楊兆海，劉慧敏，劉 震，岳傳濤

中原油田采油四廠，河南 濮陽(yáng) 457172

0 引言

文南油田位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造南部次級(jí)地塹內(nèi)，是一個(gè)異常高壓、低滲、高飽和的復(fù)雜斷塊油氣藏，固井難度大，完井后常出現(xiàn)固井質(zhì)量不合格，表現(xiàn)在一、二界面固結(jié)質(zhì)量差和存在管外竄槽等，完井后難以正常投產(chǎn)，需要二次固井。然而，由于水泥類固井材料粒徑較大，二次固井使其很難再進(jìn)入原固結(jié)質(zhì)量差和管外竄等存在微空隙的部位，擠注難度大，施工安全性差，措施成功率低。

1 油水井二次固井封竄工藝

針對(duì)部分新井投產(chǎn)固井質(zhì)量不合格，生產(chǎn)及測(cè)試過(guò)程中證實(shí)層間、管外竄槽嚴(yán)重，嚴(yán)重影響油井正常生產(chǎn)的狀況，開(kāi)展了油水井二次固井封竄工藝試驗(yàn)。

1.1 堵劑配方的改進(jìn)

1）優(yōu)選緩凝劑，控制堵劑初、終凝時(shí)間

文南油田所用堵劑為無(wú)機(jī)類堵劑，其主要成分為油井水泥，對(duì)無(wú)機(jī)膠凝材料來(lái)說(shuō)，不同的粒徑其水化速度是不同的，粒徑越小，水化速度越快，其中粒徑小于10μm，其水化速度最快，粒徑大于90μm，只在表面水化，深部堵水劑的粒徑絕大部分分布在15.2μm～25.4μm之間，所以水化速度也較快，而且架橋粒子可以通過(guò)引入活化劑使其具有潛在活性，這就加快了水化速度，因而必須引入一種有機(jī)抗緩凝劑，能夠控制堵劑的稠化時(shí)間，在前置堵劑進(jìn)入地層時(shí)稠化時(shí)間較長(zhǎng)，能夠深入地層，后置堵劑進(jìn)入地層后，前、后段塞同時(shí)稠化凝結(jié)，快速高效封堵，提高封堵效果。

通過(guò)大量的配伍性實(shí)驗(yàn)，我們選擇了木質(zhì)素磺酸鹽作為有機(jī)緩凝劑。它可在固液界面產(chǎn)生吸附，改變固體粒子表面的性質(zhì)，它們能與架橋粒子中鈣離子形成不穩(wěn)定的絡(luò)和物，在水化初期抑制了液相中鈣離子的濃度，產(chǎn)生緩凝作用。我們可以通過(guò)調(diào)節(jié)緩凝劑加量，調(diào)節(jié)堵劑前、后段塞的初、終凝時(shí)間，使堵劑在地層內(nèi)同時(shí)凝結(jié)，達(dá)到雙凝封堵目的，提高封堵效果。

2）調(diào)節(jié)堵劑段塞粒徑

對(duì)堵劑前、后段塞的粒徑進(jìn)行了改進(jìn)，針對(duì)不同段塞選擇不同的粒徑。前置段塞采用粒徑400目、稠化時(shí)間較長(zhǎng)的堵劑，對(duì)出水層進(jìn)行初步的封堵；主體段塞采用粒徑為500目、稠化時(shí)間稍短的堵劑，進(jìn)一步對(duì)出水層進(jìn)行封堵；后置段塞采用粒徑為600目、稠化時(shí)間快的堵劑，利用其水化速度快的優(yōu)勢(shì)，稠化后，控制堵劑的反吐，確保擠堵效果。

2 施工工藝改進(jìn)

針對(duì)二次固井過(guò)程封竄劑擠注難度大，措施成功率低，在改進(jìn)堵劑配方的同時(shí)，對(duì)施工工藝進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化。

2.1 扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井，精確竄槽位置

實(shí)施前扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井了解竄槽位置。扇區(qū)測(cè)井儀它能沿著套管整個(gè)圓周縱向、橫向測(cè)量水泥膠結(jié)質(zhì)量。可以灰度圖的形式形象直觀地顯示套管和水泥環(huán)（第一界面）的膠結(jié)情況，準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)第一界面存在的槽道與孔洞的位置、大小及分布情況；可以精確評(píng)價(jià)水泥上返高度以及第二界面水泥膠結(jié)情況，有效檢查固井質(zhì)量及管外竄槽。

2.2 預(yù)處理目的層，保護(hù)非目的層

在竄槽位置上下打工程射孔，孔密設(shè)計(jì)8孔/m～12孔/m，對(duì)目的層段進(jìn)行預(yù)處理。針對(duì)高溫出水層，用清水徹底洗井脫氣、降溫，然后用10m3以上的活性水作為前置液擠入地層，以達(dá)到降溫目的。針對(duì)高鹽的出水層，用清水徹底洗井化鹽，同時(shí)采用防鹽處理劑對(duì)炮眼及近井地帶的鹽垢進(jìn)行處理，用10m3以上的清水為前置液，用來(lái)隔離防鹽處理劑與堵劑，從而提高了堵劑與炮眼、近井地帶地層的膠結(jié)效果。填砂或注灰保護(hù)非目的層等手段以提高封竄劑的注入能力。

2.3 堵劑濃度梯度進(jìn)行優(yōu)化

現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)以低-中-高-中濃度的設(shè)計(jì)原則，首先以低濃度的堵劑進(jìn)入地層，對(duì)地層進(jìn)行有效的深入封堵，同時(shí)保證封堵初期施工壓力正常，不出現(xiàn)異常高壓；其次以中、高濃度的堵劑對(duì)地層的近井筒地帶進(jìn)行高效快速的封堵，堵劑不會(huì)被地層反吐，同時(shí)保證封堵后堵劑的強(qiáng)度，延長(zhǎng)封堵效果；最后以中濃度的堵劑封井，進(jìn)一步完善擠堵效果。

2.4 典型井例

W72-426于2009.12.27新投后，地質(zhì)分析認(rèn)為該井射孔段固井質(zhì)量不合格，待射層與水層竄通，決定對(duì)該井進(jìn)行二次固井。該井待固井段深度3800m，井溫125℃，井口壓力10MPa，吸水壓力39MPa，技術(shù)人員經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，采用密度1.90g/cm3的水泥漿2方頂替至3835m，上提管柱至3300m，坐井口，正擠1.60g/cm3的泥漿2方，關(guān)井候凝。該井鉆塞后，SBT測(cè)試顯示二次固井質(zhì)量良好。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

3.1 總體效果評(píng)價(jià)

2010年共實(shí)施油井封竄5口井，一次封竄成功，SBT測(cè)試結(jié)果顯示固井質(zhì)量良好。累計(jì)增油1348.25t。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

1）投入：化學(xué)堵漏封竄平均單井投入27萬(wàn)元，共實(shí)施5井次。

投入=5井次×27萬(wàn)元/井次=135萬(wàn)元；

2）產(chǎn)出：每噸油按照3000元計(jì)算

產(chǎn)出=1348.25t×3000元/t=404.48萬(wàn)元。

3）創(chuàng)效：404.48-135萬(wàn)元=269.48萬(wàn)元；

4）投入產(chǎn)出比：135：404.48=1：2.99。

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）對(duì)堵劑性能的不斷改進(jìn)，滿足更多的工藝要求；

2）油水井二次固井封竄工藝試驗(yàn)的成功，有效地提高了油水井的固井質(zhì)量，保證油水井正常生產(chǎn)。

[1]王宏志，等.納納米結(jié)構(gòu)材料[J].硅酸鹽通報(bào)，1999(1)：31.

[2]李海營(yíng).高溫高鹽油藏化學(xué)堵水技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2002，24(5)：50-52.