水平井堵水技术分析

水平井堵水技术分析

摘要：水平井作为一种可大幅度提高油田勘探开发综合效益的有力工具，被广泛应用于各类油藏。但由于缺乏行之有效的堵水技术，导致众多水平井在出现恶性产水问题后被迫带病生产、间歇生产、或者长停。这已成为一个困扰水平井正常生产和可持续开发的迫切问题。

关键词：水平井堵水准确放置选择性放置工艺设想

一、前言

化学堵水由于效果明显、适用范围广等优点通常被作为首选的控水技术手段。水平井堵水被公认是最为难以治理的一种出水问题，主要体现在：在提高堵剂封堵强度、处理规模、稳定性以及笼统注入等条件下，水平井的井筒安全和油藏安全难以保证，且现有修井技术水平难以对水平段进行修复。大量的各类水平井恶性产水问题亟待治理，且随生产周期的延长而不断发展恶化，治理难度增加。缺乏有效的堵剂产品和放置技术，已往的水平井堵水80%以上采用了聚合物+笼统注入。治理效果乏善可陈，且个别单井取得的成功经验亦难以在其他水平井推广和通用。

二、水平井堵水的难点分析

堵水技术包含了堵剂和放置两方面内容，其本质在于将有足够稳定性和强度的堵剂放置在恶性水流通道或水淹区域，降低产水而不伤害油层和油气流动能力。准确放置堵剂是其中的关键所在，对于水

平井堵水则更是尤为重要。而水平井堵水的风险也主要集中在堵剂放置过程，这一过程按堵剂的固化/成胶可分为两个阶段。

1.潜在风险阶段

水平井难以实现准确放置主要受油藏条件和完井方式影响。首先，水平井出水大都属于底水、裂缝等层内出水问题，水流通道/水淹区域与生产油层之间没有有效的分隔；其次，裸眼、筛管、砾石充填等水平井完井方式，也使地层、管外环空和井筒之间存在多向高导流的连通。加之堵剂在地层孔隙内的渗流行为还要受kv/kh、非均质性、粘度、重力以及压差变化等多种因素的控制和影响。在此情况下，目前还没有理论和方法能够准确地预测、解释出堵剂在井筒、管外、地层以及出水通道之间的交互流动行为。

在裸眼、筛管、砾石充填等水平井完井条件下，放置过程中无论采用笼统注入还是封隔器或桥塞等机械分隔方法，都不可能有效地控制堵剂在油层、出水通道、井筒和管外环空之间的进入和交互流动。

2.实际风险阶段

在堵剂的侯凝/固化结束后，潜在风险完成向实际风险的转化。除了水淹区域和水流通道内的堵剂以外，仍停留在井筒、管外环空、油层的堵剂将在这些区域形成附带污染。加之现有堵剂多属于被动解堵类产品，即需要借助分隔工具和射孔/酸化来实现某种程度的准确放置。同时，由于水平井解堵、修井技术匮乏、价格高昂等原因。导致井筒、管外环空、油层等区域的附带污染一旦形成将难以解除和修复，从而可能出现井筒堵塞、作业周期延长、修复费用增

加、油气流动能力降低、堵水无效或失效快等后果。

通过研究，可得出堵剂放置过程的几个特点：

2.1在裸眼、筛管和砾石充填等完井条件下，堵剂将通过交互流动进入水平段井筒、管外环空、地层等开放区域。另外由于完井条件、管柱偏心、流体粘度差异和堵剂倒灌等原因，洗井无法保证上述区域的堵剂被完全清除；

2.2附带污染一旦形成，将可能造成油层污染、油气流动能力下降和井筒堵塞；

2.3“难以准确放置、难以控制附带污染、难以修复”是水平井堵水中普遍存在的难点问题，也是一个顺序发生过程。正是由于难以准确放置的原因，引发了附带污染和难以修复的问题，并最终导致诸多不良后果。

三、常规堵水技术缺陷

在过去各油区开展的水平井堵水实验中，开发研究了多种堵剂和放置技术，也取得了不同程度的成功和效果。但采用的堵剂和放置工艺多沿用直井上的留塞、笼统注入聚合物、等常規堵水技术。分析认为，常规堵水技术存在上述技术缺陷的原因主要有以下几个方面。

首先，水平井堵水只是一个广义概念，它实际上包含了出水问题和堵水工艺两方面内容，以及地质条件、完井方式、出水位置、出水性质、堵剂选择、放置工艺等众多因素。复杂多样的井况条件差异往往导致对应的封堵方案大幅度改变，限定了常规堵水技术始终只

能针对单井，而不能快速推广应用到其他同类出水问题或同类完井方式的水平井。难以满足当前为数众多的各种水平井恶性出水问题所要求的“通用、高效”治理要求。

其次，常规堵水技术对配套辅助专业的依赖性较大，需要多专业的技术支持和配合。涉及到生产测井、地层评价解释、修井作业、井下工具、化学堵剂、完井技术、解堵、开发管理等多个专业。但限于技术现状，仍然存在多方面的问题尚待解决和完善，使常规堵水技术在水平井上应用难度大，同时也束缚了水平井堵水技术的研究进展。面对水平井堵水这一复杂过程，过去主流的观点是使用对油、水具有不同相对渗透率降低的产品，希望通过聚合物分子的化学选择性来抵消无法准确放置堵剂的不良影响，即只堵水而不堵油或对水相具有较高的渗透率降低。但多年的现场效果和室内实验之间存在较大的差距，真正的化学选择性堵剂产品仍然遥遥无期。除此之外，新型放置技术研究也将是解决水平井堵水问题的一个解决办法和可行选择。

四、工艺设想

解决水平井堵水问题，必须充分认识其中的关键难点和常规堵水技术的不足，采取创新的方法解决难以准确放置堵剂、难以控制附带污染、难以修复等关键难点才有可能。在此条件下，我们提出了一种新型水平井堵水工艺设想，其创新体现在采用一种工艺选择性的方法。通过新型堵剂的特殊性能+适当工艺的组合，即可解除油层、套管、管外环空中的附带污染，实现准确放置堵剂的目标。其技术

特点为：

1.除低粘度、无固相、封堵等基本性能外，新型堵剂还具备“长固化时间、固化可调整、固化物可压裂破碎、破碎物的水溶性”等四项特殊应用性能。

2.水平段的附带污染可采用固化前挤入破凝剂或固化后的水力加

压方法解除。只需使用洗井、挤注等方式，依靠普通修井设备即可完成。

3.对于堵剂可能的绕流、倒灌形成的塞体，可采用加较低钻压＋冲洗的方法实现免钻塞性能，避免了水平段的钻塞、磨铣等修井作业；可使用笼统、封隔器和可回收桥塞等方法进行堵剂注入。保障井筒内工具的使用安全，改善了堵剂放置的准确性。

五、结论

1.水平井堵水具有难以准确放置堵剂、附带污染大、难以修复等关键难点，与直井堵水技术有较大差异。常规堵水技术在水平井中应谨慎使用。

2.准确放置是水平井堵水的关键所在，也是达到要求的根本保证。

3.水平井堵水中，不能准确放置和堵剂将产生协同作用，可能导致诸多不良后果。