水平段分层、挤堵工艺技术研究

水平段分层、挤堵工艺技术研究

刘鹏

中原油田分公司濮东采油厂 河南濮阳 457001

摘要：油水气井发生套管破损、地层漏失后无法正常生产，严重影响到油田的开发速度和最终采收率。找出套管破损、地层漏失位置，并进行有效的封堵措施，是油田高含水油井稳产增油一项非常重要的工作，也是提高油田开采速度和最终采收率的重要手段。本文主要介绍了复合堵剂的工作原理及技术优势和液压一体式水泥承留器的用途及其结构原理。

关键词： 复合堵剂 封堵层 永久性封堵 二次固井

一、无机类复合堵剂：

复合堵剂是针对油水气井套管破损、地层漏失、炮眼封堵、层位封堵而研发的一种强度高、韧性好、抗温、抗盐的调堵剂，其适用范围广、封堵效果非常明显；属于沉淀类非选择性堵剂，由悬浮剂、增强剂、增韧剂和胶凝材料等组成，当其注入地层时，将优先进入流动阻力小的高渗透水层，在地层温度条件下反应生成固结体，堵塞地层水流通道，阻止水的产出。由于该类堵剂的非选择性，因此应用的先决条件是找准出水层位，并采取一定措施将储层和水层分隔开。

其工作原理为堵剂进入封堵层或套管破损位置后，通过结构形成剂的作用在近井地带快速形成互穿网络结构、并滤失堵剂浆体中的游离水，有效地滞留在封堵层内不会返吐；在井下温度和压力的养护条件下，应用自增强、自增韧技术，通过各类材料的协同效应和化学反应，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨涨和有效期长的固化体。在各种油水气井堵漏工况下，应用界面固化胶结技术和固化体自膨胀技术，能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高封堵有效期。

二、技术优势：

通过实验数据和大量现场应用，复合堵剂具有流变性能好、初凝时间可调、凝固强度大，凝固后韧性好、抗矿化度高、并有一定的微膨胀，封堵效率高，有效期长、粘度低等特点。在此特点上经过多年室内试验，并结合现场堵剂性能得到进一步提升，达到了五个可调：稠化时间可调、初凝时间可调、堵剂比重可调、堵剂粘度可调、堵剂虑失性可调。

1、自生成架桥、网架性

该堵剂在储层内能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高施工有效期。堵剂停留在井筒内，在预定时间内不会快速胶凝，而堵浆一旦进入封堵层就能够快速失去堵浆中的游离水，形成具有一定强度的架桥、网架结构体。

2、低密度低虑失特性

通过提升堵剂自身降虑失性，可将堵剂比重降低至1.25，堵剂成分中加入高性能降虑失剂，一般低比重堵剂起压慢，失水率高，封堵效果差，有效期短；但降低虑失性后的复合堵剂，水化产物主要由水化硅酸钙为主，水化硅酸钙凝胶为纤维状薄片，从矿物颗粒上向外伸展出去，逐渐形成一连续的网状结构，与水化硫铝酸钙、氢氧化钙等晶体互相穿插，填充于堵剂颗粒的空间，增加它们之间的粘结，使堵剂强度不断提高。通过上述自身特点达到较高的处理半径，保证封堵有效率及有效期。

3、高密度高虑失特性

提高复合堵剂无机大颗粒及碳纤维材料含量，并将堵剂比重提高至1.7，当其进入近井地带0.5m时，纤维材料便可形成骨架网络结构，此时堵剂中的小颗粒无机物由于比表面积大可附着于网络结构中，而游离水则通过网络结构被虑失到远井地带；随着施工的持续进行，网络结构不断加强、小颗粒无机物不断填充网络结构，使堵剂固化体越来越密实，最终实现近井地带、水泥环、套管被堵剂凝固成一个坚实的整体。

三、液压一体可钻式水泥承留器：

产品用途

液压一体式水泥承留器主要用于对油、气、水层进行临时、永久性封堵或二次固井，通过承留器将水泥浆挤注进入环空需要封固的井段或进入地层的裂缝、孔隙，以达到封堵和补漏的目的。

结构原理

坐封：油管下正加压达到8-10MPa时，启动销钉剪断，两级活塞依次推动胶筒上压帽、上胶筒、锥体下行，当锥体推动卡瓦支撑套管牢固后，胶筒继续被压缩形成密封。当压力达到20-22MPa时，丢手销钉剪断，内外中心管分离，桥塞丢手成功，继续升压到28-30Mpa，球座丢脱掉落到接球篮，油管泄压，加压80-100KN坐井口，即可对下层进行挤注作业。上提中心管后，下部单流阀可以，防止下层液体反吐。

技术参数：

操作方法：

①、通井，用118mm通井规通井确保套管内壁畅通。

②、将桥塞连接2 7/8 UP TBG加厚油管，限速下至设计位置，不投球，以1.5-2倍油管容积水正洗井。

③、投球15min后打压6-8-10-12-18-24MPa，各稳压3min，继续升压至压力突降，丢手成功。若25Mpa未丢手，可以带压上提油管40-50KN（净拉力），然后下压100KN，撞击球座，直到压力突降。

④、下压管柱80-100KN负荷，正挤验封，压力10MPa，或排量500L/min,求吸水并挤注作业。

注意事项：

①、此管柱不准外接旁通类工具。

②、坐封钢球不准预置，严格限速下钻，防止因下钻过速而造成的压力，使之中途坐封。

③、首次作业应洗井保证井内无砂垢和颗粒物，防止因砂垢和颗粒物堵塞坐封工具通道造成坐封失败。

四、结论与认识：

1、坐封、挤柱管柱一次完成，操作方便，工作量小挤注作业后可自动关闭下部。

2、插管开放式设计，水泥承留器也是开放式设计，有效防止砂垢堵塞，杜绝开关不灵。

3、由于采用液压座封方式，在水平段内应用效果良好。

4、若需启动已封堵层位，下磨鞋钻穿承留器及堵剂灰塞即可。

参考文献

[1] 何生厚.油气开采工程师手册[M].中国石化出版社

[2] 赵福麟.油田化学[M].东营：石油大学出版社

[3] 丁次乾.矿场地球物理[M].东营：石油大学出版社

[4] 李宏魁.脉冲中子氧活化测试工艺探讨[R].河南：中原油田监测技术交流会