南堡油田非選擇性堵水工藝的應用

任屹 李俊卿 王力那 劉艷偉(.中國石油冀東油田公司南堡作業區,河北 唐山 06300；.中國石油華北油田公司采油一廠,河北 滄州 06550)

1 非選擇性機械堵水工藝

非選擇性堵水工藝是指采用封隔器、橋塞等井下工具對高含水層進行封堵的工藝，根據封堵層位在整個生產井段中的位置，機械堵水可分為橋塞單卡和封隔器雙卡堵水工藝。

1.1 橋塞單卡

單卡堵水工藝適用于產水層位于生產井段下部的油井非選擇性堵水，根據生產套管尺寸及井斜、井溫等數據選用相應的橋塞，坐封于上部油層與下部水層中間的設計位置。通過坐封后橋塞膠筒擴張與套管內壁實現密封，從而對水層進行封堵。

1.2 封隔器雙卡

當確定產水層位于生產井段上部或中部時，對于套管狀況良好的井可采用封隔器雙卡的方式封堵水層。該工藝需要的井下工具主要包括密封插管、封隔器等。

具體施工分為兩步，首先在封堵目標層及下部生產層之間選取適當位置坐封帶密封部件的封隔器；然后在目標層及上部生產層間坐封帶有密封插管的封隔器。密封插管插入下部封隔器并保持卡封層段油管與套管的密封狀態，實現封堵水層的目的。

2 非選擇性化學堵水工藝

非選擇性化學堵水工藝是指將一定的化學堵劑經油井注入到出水層段，通過堵劑在地層近井地帶的物理化學變化實現封堵的技術。目前南堡油田非選擇性化學堵水工藝主要采用以下三種堵劑體系。

2.1 油井水泥體系封堵工藝

該工藝采用G級油井水泥為主劑，根據施工要求添加一定比例的緩凝劑和降濾失劑。該體系特點是材料價格便宜，措施工序簡單，成功率高，封堵半徑小，承壓低。該種堵劑體系一般適用于封堵井段跨度距離短、層段總厚度10m以內的地層。

施工方式為：第一，將經過試驗評價的油井水泥、添加劑、清水按一定比例在地面配制成為具有一定比重和稠化時間等滿足施工需要的水泥漿；第二，地面管線及井筒管柱試壓合格后，關套管閘門，用柱塞泵車組將配置好的水泥漿經油管正擠入地層；第三，頂替水泥漿進入地層后反洗出多余灰漿，上提管柱關井候凝48h，下入適合套管尺寸的三牙輪鉆頭將井筒中凝固的水泥磨鉆沖洗干凈，對封堵層段進行試壓，驗證封堵效果。

2.2 復合堵劑

該工藝采用復合堵劑配方，主要成分為超細油井水泥、耐酸堵劑、無機填充劑、緩凝劑、降濾失劑、膨脹劑等。其特點是針對不同溫度、滲透率地層可調整稠化時間、粒徑等性能參數，可用于長跨度、大灰量及帶封隔器保護上部層位的施工，應用范圍較廣，封堵半徑可靈活調整，封堵后承壓能力高于油井水泥體系。缺點是費用高，造成施工事故幾率較高。

對于封堵井段上部層位的措施，其施工方式與油井水泥體系封堵工藝相同；對于需要保護上部油層封堵下部水層的油井措施，只需在施工管柱上增加適當的封隔器，坐封并驗封合格后方可按上述施工方式完成封堵。

2.3 脲醛樹脂體系

脲醛樹脂堵劑體系主要成分包括合成脲醛樹脂中間體及有機填充料。其特點是堵劑用量較小、承壓強度高、施工后井筒處理簡單等；缺點是價格高。施工方式與復合堵劑體系施工方式相近，不同點在于施工結束后無需洗井上提管柱，可直接候凝。

3 適用性及現場應用情況

上述各項非選擇性堵水工藝，因工藝身特點，適用性差異主要表現在井斜、井溫、堵水段跨度、層厚、封堵后承壓范圍、費用、施工場地限制等方面。具體來說，單卡適用于井斜0-90°，井溫低于140℃，封堵段固井質量良好的油井，措施后井筒可承壓15MPa，單井工具費用2-3萬元；雙卡適合于井斜0-60°，井溫低于140℃，堵水段跨度小于200m，堵水段固井質量良好的油井，措施后可承壓15MPa，單井施工工具費用3-5萬元；油井水泥堵劑體系適用于井斜0-60°，井溫120℃以內，井段跨度小于50m，層厚小于10m，固井質量良好的油井，措施后可承壓0-10MPa，單井施工材料費用0.1-1萬元；復合堵劑體系適用于井斜0-90°，井溫低于120℃，堵水段跨度小于500m，層厚小于50m的油井，封堵后承壓10-12MPa，單井施工材料費用6-20萬元；脲醛樹脂堵劑體系適用于井斜0-90°，井溫低于120℃，堵水段跨度小于300m，層厚小于50m的油井，封堵后承壓15MPa，單井施工材料費用10-40萬元。

目前，上述非選擇性堵水工藝均在南堡油田得到有效的應用。該油田2013-2014年共實施機械堵水78井次，其中單卡69井次，成功率98.5%，雙卡9井次，成功率97.1%；實施化學堵水143井次，其中采用油井水泥體系封層堵水91井次，成功率98.9%，采用復合堵劑施工50井次，成功率88.0%，采用脲醛樹脂體系施工2井次，成功率100%。

4 結語

（1）針對多層合采的大斜度井及水平井，缺乏配套的填砂保護工藝，常規沉砂填砂工藝在大斜度井段無法實施。

（2）在經濟可行的情況下，井溫高于120℃的深層非選擇性化學堵水施工缺乏相應工藝。

（3）TD堵劑體系及脲醛樹脂體系封堵效果良好，但面臨原油價格持續下行，油田開發經營壓力較大，需從堵劑及施工參數控制方面進一步改進工藝，降低成本。