油水井高效堵水堵漏技术.ppt

各各各各位位位位领领领领导导导导各各各各位位位位专专专专家家家家唐长久唐长久性能性能作用机理作用机理 特殊的封固技术特殊的封固技术特殊的封固技术特殊的封固技术 文文文文33-10733-107等井等井等井等井成功的应用成功的应用成功的应用成功的应用 适应的地质概况适应的地质概况高高高高温温温温高高高高压压压压高高高高矿矿矿矿化化化化度度度度低低低低渗渗渗渗透透透透非非非非均均均均质质质质严严严严重重重重 复复复复杂杂杂杂断断断断块块块块油油油油气气气气田田田田 目前油水井堵漏处理概况目前油水井堵漏处理概况目前，解决油水井因腐蚀和目前，解决油水井因腐蚀和其它原因造成的地层漏失其它原因造成的地层漏失问题主要采用常规无机胶问题主要采用常规无机胶凝材料堵漏和热固性树脂堵凝材料堵漏和热固性树脂堵漏方法，以及部分换套大修漏方法，以及部分换套大修工艺和工艺和内衬小直径套管等内衬小直径套管等工艺技术工艺技术。现在应用该技术概况现在应用该技术概况针对这些问题，针对这些问题，中原油田采油工程技术研究院中原油田采油工程技术研究院研制开发的新型微膨胀化学堵漏剂，研制开发的新型微膨胀化学堵漏剂，其独特的封固技术和作用机理，其独特的封固技术和作用机理，成功地在采油四厂文成功地在采油四厂文33-107井应用，井应用，见到很好的效果，恢复了该井的青春。见到很好的效果，恢复了该井的青春。结构结构形成剂形成剂 胶凝固化剂膨胀型膨胀型活性活性填充剂填充剂活性活性微晶微晶增强剂增强剂活性活性增韧剂增韧剂性能性能调节剂调节剂 主要功能是快速形成互穿网络结构主要功能是使化学主要功能是使化学堵剂形成高强度的堵剂形成高强度的固化体固化体主要功能是使固化主要功能是使固化体结构致密，强化体结构致密，强化固化体本体强度和固化体本体强度和界面胶结强度界面胶结强度主要功能是提高堵主要功能是提高堵剂固化体的韧性，剂固化体的韧性，提高界面胶结强度提高界面胶结强度主要功能是强化主要功能是强化堵剂固化体的界堵剂固化体的界面胶结强度面胶结强度 主要调节堵剂的主要调节堵剂的初终凝时间初终凝时间对化学堵剂的性能要求对化学堵剂的性能要求化学堵剂进入封堵层后，化学堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络结构，快速形成互穿网络结构，有效地滞留在封堵层内。有效地滞留在封堵层内。在井下温度和压力的养护条件下，在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机堵剂的协同效应通过有机和无机堵剂的协同效应和化学反应，和化学反应，能够在封堵层位形成抗压强度高、能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体。韧性好、微膨胀和有效期长的固化体。在各种工况下，在各种工况下，都能将周围介质胶都能将周围介质胶结成一个牢固的整体，结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有与所胶结的界面具有较高的胶结强度，较高的胶结强度，从而大大提高施工有效期。从而大大提高施工有效期。配制的堵浆流动性配制的堵浆流动性和稳定性好，和稳定性好，挤注压力低，挤注压力低，固化时间易于调整。固化时间易于调整。堵剂固化体的本体强度堵剂固化体的本体强度优于油井水泥。优于油井水泥。现场施工验收指标为：现场施工验收指标为：油井油井1515MPaMPa，15min15min压降压降0.50.5MPaMPa；水井水井2525MPaMPa，15min15min压降压降0.50.5MPaMPa。油水井高效堵水堵漏剂的性能研究油水井高效堵水堵漏剂的性能研究样品号样品号互穿网络结互穿网络结构形成时间构形成时间 s网络结构形成网络结构形成后的承压能力后的承压能力 MPa突破突破压力压力MPa击穿击穿压力压力MPa化化 学学堵剂堵剂204.08.524.0油油 井井水泥水泥无无网网络络结结构形成构形成03.87.5超超 细细水泥水泥无无网网络络结结构形成构形成04.58.2表表1 固化体胶结强度试验固化体胶结强度试验 表表2 封堵层的形成速度和强度试验封堵层的形成速度和强度试验样品样品号号封堵层形封堵层形成时间成时间s封堵封堵层厚度层厚度mm封堵层封堵层粘接强度粘接强度KPa备备 注注化化 学学堵剂堵剂283250.39油井油井水泥水泥无封堵层无封堵层形成形成00全全部部穿穿过过模模拟拟漏漏失失层层超细超细水泥水泥无封堵层无封堵层形成形成00全全部部穿穿过过模模拟拟漏漏失失层层表表3 化学堵剂化学堵剂YLD-施工性能研究施工性能研究编号编号表观表观粘度粘度mPa.s塑性塑性粘度粘度mPa.s动切动切力力Pa初切初切/终切终切Pa初凝初凝/终凝终凝h115.515.00.52.5/5.015/17.4227.525.02.52.8/5.512/13.5354.043.011.03.0/6.09/10.5图图1 温度与胶结强度的关系温度与胶结强度的关系评价条件：评价条件：Ca+=1500mg/L，Mg+=1000mg/L，Cl-=150000 mg/L，总矿化度总矿化度=200000mg/L。作作用用机机理理 化学堵剂进入封堵层后，化学堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络结构，快速形成互穿网络结构，有效地滞留在封堵层内，有效地滞留在封堵层内，具有很好的抗串能力。具有很好的抗串能力。在井下温度和压力的养护在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机条件下，通过有机和无机堵剂的协同效应和化学反堵剂的协同效应和化学反应，能够在封堵层位形成应，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微胀抗压强度高、韧性好、微胀涨和有效期长的固化体。涨和有效期长的固化体。在各种油水井化学堵漏工在各种油水井化学堵漏工况下，都能将周围介质胶结况下，都能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高施工度，从而大大提高施工有效期。有效期。堵剂固化体的本体堵剂固化体的本体强度优于油井水泥强度优于油井水泥 概概述述油井水泥固化体内部微观结构油井水泥固化体内部微观结构高效堵水堵漏剂固化体内部微观结构高效堵水堵漏剂固化体内部微观结构施工工艺技术施工工艺技术套漏点地层地层套漏点套漏点地层20012001年推广应用运行情况年推广应用运行情况封封堵堵高高压压盐盐水水1口口封封窜窜堵堵漏漏5口口修修复复套套损损井井23口口挽挽救救废废弃弃井井7口口其其它它堵堵漏漏井井112口口合计合计145145口井口井井况井况19841984年年4 4月投产的一口老井，月投产的一口老井，完钻井深完钻井深33003300米。米。该井该井20002000年年4 4月大修。月大修。20002000年年7 7月换封未成。月换封未成。该井投入了近该井投入了近200200万元大修费。万元大修费。解决问题解决问题自由段套漏、自由段套漏、变形破裂段套漏变形破裂段套漏S S2 2下下2 2，4 4，5 52762.6-28802762.6-2880米的挤堵封层米的挤堵封层三个难题。三个难题。该井经堵漏后，又焕发了青春，该井经堵漏后，又焕发了青春，措施前，产油措施前，产油0.40.4t/dt/d，含水含水99%99%，措施后产油措施后产油8-138-13t/d,t/d,含水含水30%30%，经注水见效后，经注水见效后，产量稳到产量稳到3030t/dt/d，挽救了这口濒于报废的油井。挽救了这口濒于报废的油井。地质提供挤堵层段地质提供挤堵层段3136.2-3193.63136.2-3193.6m m，实施化堵技术后，实施化堵技术后，15 15 MPaMPa试压合格，试压合格，措施前产油措施前产油2 2t/dt/d，含水含水96.8%96.8%，措施后产油措施后产油7 7t/dt/d，含水含水74%74%。地质提供挤堵井段地质提供挤堵井段3325.6-3342.43325.6-3342.4m m，对对3400.1-3486.13400.1-3486.1m m进行填砂作业未成，进行填砂作业未成，原因是溢流太大，原因是溢流太大，决定使用采油工程技术研究院研制的决定使用采油工程技术研究院研制的暂堵剂进行暂堵作业，暂堵剂进行暂堵作业，该井暂堵该井暂堵-挤堵挤堵-解堵配套工艺技术相当成功解堵配套工艺技术相当成功，措施前产油措施前产油1.21.2t/dt/d，含水含水98%98%，措施后产油措施后产油6.76.7t/dt/d，含水含水79.2%79.2%。n完钻井深：完钻井深：40944094m mn存在问题：由于射开的存在问题：由于射开的3715.9-37253715.9-3725m mn为高压盐水层，在投产作业为高压盐水层，在投产作业n时经常发生盐卡，决定对该层化堵时经常发生盐卡，决定对该层化堵n施工难度：高温高压，高矿化度，施工难度：高温高压，高矿化度，n施工时启动压力高，用常规堵剂施工施工时启动压力高，用常规堵剂施工n风险大。风险大。n施工情况：采用抗高温高强度配方，施工情况：采用抗高温高强度配方，n堵浆进入高压盐水层时压力堵浆进入高压盐水层时压力n由由35 35 MPaMPa升至升至55 55 MpaMpa。n施工效果：候凝施工效果：候凝3636h h后钻塞后钻塞n试压试压35 35 MPaMPa，10min10min压力不降，压力不降，n盐层封堵成功。盐层封堵成功。n完钻井深：完钻井深：2875.02875.0m mn水泥返高：水泥返高：18001800m mn存在问题：套管破漏（存在问题：套管破漏（409.4409.4m m和和637637m m）n特点：两漏失点位于水泥返高以上，特点：两漏失点位于水泥返高以上，n漏失点浅，井温低，漏失点浅，井温低，n且漏失量大，吸水量差异大。且漏失量大，吸水量差异大。n施工工艺：采用空井筒平推工艺，施工工艺：采用空井筒平推工艺，n挤堵前用石灰泥挤堵前用石灰泥160160方对该井方对该井n进行了预处理，然后挤堵漏剂进行了预处理，然后挤堵漏剂3030m m3 3n施工压力：最高施工压力施工压力：最高施工压力1515MPaMPan施工效果：试压施工效果：试压1515MPaMPa稳压不降，稳压不降，n解决了浅层套管堵漏修复难题，解决了浅层套管堵漏修复难题，n比大修换套的费用降低了大约比大修换套的费用降低了大约60%60%。-1-1-不用上修井架子，不用上修井架子，只用普通的作业架子只用普通的作业架子就能满足施工需要。就能满足施工需要。-2-2-不受井深和不受井深和井眼条件的限制，井眼条件的限制，施工简单安全，施工简单安全，成功率高。成功率高。-3-3-一般情况下，一般情况下，采用油水井高效堵水堵漏新技术采用油水井高效堵水堵漏新技术进行修井施工，进行修井施工，从施工到试压合格只需从施工到试压合格只需3-43-4天时间，天时间，而普通的取换套施工需要而普通的取换套施工需要2020天左右的时间，天左右的时间，大大节约了作业时间。大大节约了作业时间。-4-4-对于某些腐蚀穿孔特别严重，对于某些腐蚀穿孔特别严重，同时因条件限制，同时因条件限制，无法确定具体套损井深的复杂井，无法确定具体套损井深的复杂井，使用这项新技术，使用这项新技术，可以免去找漏工序，可以免去找漏工序，直接进行修复施工，直接进行修复施工，实现找漏堵漏一体化的要求。实现找漏堵漏一体化的要求。-5-5-可以比常规的大修工艺可以比常规的大修工艺节约成本节约成本40-50%40-50%，经现场实验经现场实验证明使用期高于水泥挤封的井。证明使用期高于水泥挤封的井。另外另外该技术还能广泛应用于该技术还能广泛应用于封堵炮眼封堵炮眼、封堵大孔道封堵大孔道、漏失层漏失层、封窜封窜等增产作业，等增产作业，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。油水井高效堵水堵漏技术的研究油水井高效堵水堵漏技术的研究重点针对油水井破损套管重点针对油水井破损套管管外冲蚀严重、管外冲蚀严重、漏失层漏失量大和界面漏失层漏失量大和界面胶结难度大等问题，胶结难度大等问题，通过新型微膨胀化学堵剂通过新型微膨胀化学堵剂YLD-1YLD-1的研究，的研究，重点解决了重点解决了下列问题下列问题：对于套管破损位置在自由段对于套管破损位置在自由段或高渗透的大孔道地层，或高渗透的大孔道地层，化学堵剂进入漏层能有效地驻留，化学堵剂进入漏层能有效地驻留，使堵浆注入量减少，使堵浆注入量减少，堵漏修复成功率大大提高。堵漏修复成功率大大提高。所施工井通过提高界面胶结强度，所施工井通过提高界面胶结强度，提高了堵漏修复的有效期提高了堵漏修复的有效期和对增压注水等高压作业的承受能力。和对增压注水等高压作业的承受能力。通过重点解决堵浆的悬浮稳定性通过重点解决堵浆的悬浮稳定性和初终凝时间控制的可靠性问题，和初终凝时间控制的可靠性问题，新型的化学堵剂作到了停留新型的化学堵剂作到了停留在井筒内的堵浆在井筒内的堵浆在预定时间内不会形成强度，在预定时间内不会形成强度，而堵浆一旦进入漏失地层就能够快速而堵浆一旦进入漏失地层就能够快速形成结构和强度，形成结构和强度，提高了施工的安全性。提高了施工的安全性。总之总之油水井高效堵水堵漏堵漏油水井高效堵水堵漏堵漏技术的研究技术的研究成功为油水井破损套管的修复等成功为油水井破损套管的修复等提供了一个新的手段，提供了一个新的手段，也促进了油水井也促进了油水井化堵工艺的提高。化堵工艺的提高。