KD-GWP4堵劑工藝探討

劉世恩，王金樹

(承德石油高等專科學校 石油工程系，河北　承德　067000)

?

KD-GWP4堵劑工藝探討

劉世恩，王金樹

(承德石油高等專科學校 石油工程系，河北承德067000)

摘要：KD-GWP4堵劑具有膠結強度高、防止泥漿返吐、通窄縫能力強等優點，在治理管外竄方面具有獨特優勢。分析了KD-GWP4堵劑工藝的選井原則，針對井身結構復雜、鉆塞困難、微裂縫難于封堵等特點，結合KD-GWP4堵劑的技術原理，開展了不留塞封堵工藝、“微裂縫”堵漏工藝的研究與應用，現場取得了良好的應用效果。

關鍵詞：KD-GWP4堵劑；封堵工藝；二次固井

勝利油田套損井以每年大約18%的速度增長，造成注采井網不完善，綜合含水上升，嚴重影響了油田的生產。因此封竄工作量逐年加大，對封竄工藝提出了更高的要求。目前常用的水泥封堵工藝存在淺層套漏井封堵一次成功率低、側鉆井側鉆段封堵施工后鉆塞困難及多層段工序復雜等缺點。依據東辛油區的井下技術狀況，優選了進入地層能迅速建網和膠結強度較高的KD-GWP4堵劑封堵工藝。

1KD-GWP4堵劑封堵機理

KD-GWP4堵劑是由多種成分組成的類似于凝膠材料的封堵劑，其主要成分包括不同粒徑的固相顆粒，膠凝時能形成不同結構的結構形成劑、支撐劑和活性填充劑，有助于形成活性微晶的微晶增強劑和增韌劑以及凝膠固化劑等。KD-GWP4堵劑注入地層后，組分中的結構形成劑在高壓作用下與該堵劑的其他成分凝聚在一起，迅速形成具有一定凝膠強度的網架結構，此時漿液中的自由水被擠出。形成的網架結構的凝膠材料在井底高溫高壓作用下，通過堵劑各組分的協同作用，形成一種具有耐抗擊、耐高壓水流沖蝕的結構體，該結構體在水流沖蝕的動態條件下具有自愈合能力，可以將周圍介質牢固地膠結為一個整體，形成本體強度和界面膠結強度都很高的固化體。此外，該堵劑在形成高強的固化體的同時，其成分中的微膨脹活性組分可以通過自身微膨脹作用進一步增強界面的膠結強度，使得KD-GWP4堵劑的組分在封閉性的內壓力作用下反應更充分，顆粒膠結得更緊密，固化體的膠結強度更高。圖1為掃描電鏡下普通水泥和KD-GWP4固化體膠結界面微觀結構圖片。

從圖1中可以看出，KD-GWP4固化體在井下條件下形成的膠結界面具有更致密的微觀結構，因此在防止泥漿返吐、治理管外竄(二次固井)具有獨特的優勢。

2適用井況

由于KD-GWP4堵劑具有進入地層形成網絡結構迅速、阻止泥漿返吐、膠結強度高、流動性好、通窄縫能力強等優點，因此將該工藝主要用于復雜結構井側鉆段堵漏、各產層之間發生套管外竄進行二次固井、套管存在微裂縫漏失及絲扣漏失井的封堵。

3施工工藝

針對井身結構復雜、鉆塞困難、微裂縫難于封堵等特點，結合KD-GWP4堵劑的技術原理，開展了不留塞封堵工藝、“微裂縫”堵漏工藝的研究與應用。

1) 不留塞封堵工藝[1]：由于側鉆井特殊的井身結構影響，側鉆井段堵漏后鉆塞過程中易造成套管磨損嚴重、套管變形等問題。很多側鉆井封竄后鉆塞時，因套管問題，需要多次改換鉆頭工具，平均延長作業周期2～3 d，甚至有些井多次處理無效后，只能交大修封井，作業成本高。針對側鉆堵漏井段采用不留塞封堵工藝，下注灰管柱注完KD-GWP4泥漿體系后，在井筒內不留水泥塞，直接沖出井筒內的多余泥漿，候凝48 h后試壓驗證封堵效果。

典型井例：永3側48于2013年6月投產，生產沙二9(2)-9(6)層位于2 180.3～2 199.3 m，開井投產后一直含水100%，同位素測井發現同位素上竄至2 175 m，說明該生產層與水淹較嚴重的沙二9(1)(層位2 175.9～217 9 m，含水飽和度71.9%)竄通，決定二次固井(管外竄)。由于二次固井井段位于側鉆井段，并且試擠壓力較高(17 MPa)，所以決定采用KD-GWP4泥漿體系進行不留塞封堵工藝。

工藝過程如下：下注灰管柱注入比重為1.5的KD-GWP4堵劑10 m3，施工過程中泵壓由0升至18 MPa，然后直接沖出井筒內多余的泥漿，上提管柱至水淹較嚴重的沙二9(1)上方2 000 m處，關井侯凝48 h后，用聲波變密度測井檢驗固井質量結果為良好。射孔生產沙二7(4)-9(5)：2 115.9～2 196.8 m。開井后采用44管式泵×3m×3次的工作制度，日產液18.8 m3，其中含水56%，日產油8.27 t，目前已累計增油986.7 t。不留塞封堵工藝施工及生產變化曲線如圖2所示。

2) “微裂縫”堵漏工藝：采用常規封堵工藝封堵套管微裂縫漏失主要存在以下問題：堵劑材料難以到達漏失層位，堵漏材料不能形成高強度、大體積的固結體，堵漏材料封堵質量差，堵漏工藝所需施工壓力高等。室內試驗評價得出600目KD-GWP4堵劑粒度分布累積曲線D95≤22 μm，比表面積≥16 000 cm2/cm3，通過0.15 mm窄逢能力達到90%，說明KD-GWP4堵劑具有較好的流動性，具有狹小縫隙的能力，所以在封堵套管微裂縫漏失中具有明顯的優勢。因此可以采用KD-GWP4“微裂縫”堵漏工藝進行封堵微裂縫及絲扣漏失。

典型井例：YAA66C15于2014年7月18日投產，生產沙二7(3)：1 538～1 539 m，開井一直含水100%，通過測井溫和封隔器驗漏驗證1 470～1 518 m存在絲扣漏失，試擠壓力較高(18 MPa)，應用600目KD-GWP4泥漿體系進行“微裂縫”堵漏工藝堵漏。

工藝過程如下：下注灰管柱注入比重為1.5的泥漿0.8 m3，施工過程中泵壓為19 MPa，候凝后試壓合格。開井后采用56管式泵×3m×3次的工作制度，日產液33.9 m3，含水97.5%，日產油0.84 t，“微裂縫”堵漏后其含水變化曲線如圖3所示。

4現場應用效果分析

根據KD-GWP4堵劑的性質及技術原理，針對不同的井況，采用相應的配套封竄堵漏工藝，2014年使用KD-GWP4堵劑配套堵漏工藝共實施8井次，措施成功6井次，成功率為75%，通過已施工的8口井數據分析得出封堵措施初期單井平均增油3.5 t /d，累計增油140 t/井，總增油920 t。

應用時應注意油井井況千差萬別，每口油井都有自己的特點，因此針對不同的井況，要將堵劑的技術原理與套竄井的生產情況、井史、井下技術狀況等資料結合起來，全面分析、優化設計、科學施工，不斷完善封竄堵漏配套工藝，提高封堵效果。

參考文獻：

[1]紀振云,苗勇.不留塞封堵技術在東辛油區的研究及應用[J].科協論壇(下半年)，2011(2):22-23.

[2]汪平,雷霆,袁維漢.套管破損化學堵漏技術的研究應用[J].內蒙古石油化工，2006(4):83-84.

[3]費二戰,賀海洲,王衛忠.油房莊油田套損機理分析及治理技術[J].內江科技，2010(2):150-151.

KD-GWP4 Plugging Agent Technology

LIU Shi-en, WANG Jin-shu

(Department of Petroleum Engineering, Chengde Petroleum College,

Chengde 067000, Hebei, China)

Abstract:KD-GWP4 blocking agent has the characteristics of high bond strength, preventing mud spitting back, strong in getting through the slit etc. It has a unique advantage in channeling governance tube. In this paper, the principle of selecting the KD-GWP4 blocking agent is analyzed, and the characteristics of the complex of the well body structure, the difficulty of the drilling and the difficulty of the micro cracks are also analyzed. Based on the principle of KD-GWP4, the research and application of the sealing technology and the application of “micro cracks” are carried out.

Key words:KD-GWP4 plugging agent; sealing process; two cementing

作者簡介：劉世恩(1977-)，男，山東東營人，承德石油高等專科學校石油工程系工程師，主要從事油田相關技術服務工作。

收稿日期：2015-09-09

中圖分類號：TE358

文獻標識碼：A

文章編號：1008-9446(2015)06-0019-04