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 457172

0 引言

文南油田位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造南部次級地塹內(nèi)，是一個異常高壓、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

針對部分新井投產(chǎn)固井質(zhì)量不合格，生產(chǎn)及測試過程中證實層間、管外竄槽嚴重，嚴重影響油井正常生產(chǎn)的狀況，開展了油水井二次固井封竄工藝試驗。

1.1 堵劑配方的改進

1）優(yōu)選緩凝劑，控制堵劑初、終凝時間

文南油田所用堵劑為無機類堵劑，其主要成分為油井水泥，對無機膠凝材料來說，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抗緩凝劑，能夠控制堵劑的稠化時間，在前置堵劑進入地層時稠化時間較長，能夠深入地層，后置堵劑進入地層后，前、后段塞同時稠化凝結(jié)，快速高效封堵，提高封堵效果。

通過大量的配伍性實驗，我們選擇了木質(zhì)素磺酸鹽作為有機緩凝劑。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。我們可以通過調(diào)節(jié)緩凝劑加量，調(diào)節(jié)堵劑前、后段塞的初、終凝時間，使堵劑在地層內(nèi)同時凝結(jié)，達到雙凝封堵目的，提高封堵效果。

2）調(diào)節(jié)堵劑段塞粒徑

對堵劑前、后段塞的粒徑進行了改進，針對不同段塞選擇不同的粒徑。前置段塞采用粒徑400目、稠化時間較長的堵劑，對出水層進行初步的封堵；主體段塞采用粒徑為500目、稠化時間稍短的堵劑，進一步對出水層進行封堵；后置段塞采用粒徑為600目、稠化時間快的堵劑，利用其水化速度快的優(yōu)勢，稠化后，控制堵劑的反吐，確保擠堵效果。

2 施工工藝改進

針對二次固井過程封竄劑擠注難度大，措施成功率低，在改進堵劑配方的同時，對施工工藝進行了改進優(yōu)化。

2.1 扇區(qū)水泥膠結(jié)測井，精確竄槽位置

實施前扇區(qū)水泥膠結(jié)測井了解竄槽位置。扇區(qū)測井儀它能沿著套管整個圓周縱向、橫向測量水泥膠結(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，準確地評價第一界面存在的槽道與孔洞的位置、大小及分布情況；可以精確評價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，保護非目的層

在竄槽位置上下打工程射孔，孔密設(shè)計8孔/m～12孔/m，對目的層段進行預(yù)處理。針對高溫出水層，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，以達到降溫目的。針對高鹽的出水層，用清水徹底洗井化鹽，同時采用防鹽處理劑對炮眼及近井地帶的鹽垢進行處理，用10m3以上的清水為前置液，用來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 堵劑濃度梯度進行優(yōu)化

現(xiàn)場施工設(shè)計以低-中-高-中濃度的設(shè)計原則，首先以低濃度的堵劑進入地層，對地層進行有效的深入封堵，同時保證封堵初期施工壓力正常，不出現(xiàn)異常高壓；其次以中、高濃度的堵劑對地層的近井筒地帶進行高效快速的封堵，堵劑不會被地層反吐，同時保證封堵后堵劑的強度，延長封堵效果；最后以中濃度的堵劑封井，進一步完善擠堵效果。

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，決定對該井進行二次固井。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)過認真分析，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測試顯示二次固井質(zhì)量良好。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果評價

3.1 總體效果評價

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

3.2 經(jīng)濟效益分析

1）投入：化學堵漏封竄平均單井投入27萬元，共實施5井次。

投入=5井次×27萬元/井次=135萬元；

2）產(chǎn)出：每噸油按照3000元計算

產(chǎn)出=1348.25t×3000元/t=404.48萬元。

3）創(chuàng)效：404.48-135萬元=269.48萬元；

4）投入產(chǎn)出比：135：404.48=1：2.99。

4 結(jié)論與認識

1）對堵劑性能的不斷改進，滿足更多的工藝要求；

2）油水井二次固井封竄工藝試驗的成功，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，1999(1)：31.

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