油田套破井化学封堵的难点及对策(全文)

油田套破井化学封堵的难点及对策(全文)

油田开发中后期,油水井套管损坏严重。临盘油田578口套损井中有1/3为套破井,治理工作日益重要。由于套破井井况复杂,破点表现为穿孔、裂缝或丝扣渗漏等形式多样,封堵难度非常大。

1、套破井分类

根据套管漏失的位置,可分为固井水泥返高以上套管的漏失和固井水泥返高以下的套管漏失;根据漏点的漏失量,可分为严重漏失和微漏失;根据漏点所处的井段、地层的沉积环境,分为:大水道以及高泥质等漏点。

2、套破井化学封堵的难点

2.1 水泥返高以上的套管漏失

漏失点在水泥返高以上,套管外无固井水泥;地层胶结疏松,常有钻井过程中因井壁坍塌造成的空穴;封堵材料难以在套管外迅速堆积,封堵材料的用量大;封堵材料用量难以准确设计,施工中不易提高封堵压力,因而会影响固结强度。

2.2 高泥质含量井段的套管漏失

由于水解作用,高泥质含量地层的孔隙中往往存在大量泥质物,这些泥质物也常经过漏点进入井筒,泥质物的大量存在不但曾加了施工的难度,而且由于其与注入的封堵材料混合,大大地降低了封堵材料的固结强度,影响封堵质量。

2.3 套管丝扣漏失

施工泵压高,参数不易控制;封堵材料难以进入地层,不能形成足够体积的固结体,封堵质量差;持续高压作用往往使套管受到新的损伤,可能造成卡钻事故。

3、套破井封堵对策

3.1 堵剂

3.1.1 G级油井水泥封堵技术

油井水泥是由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏和助磨剂磨细制成。与水适量搅和后,形成一定比重浆体,具有合适的密度和凝结时间,较低的稠度,良好的抗沉降性和可泵性。能自行胶结硬化产生一定的机械强度,具有良好的抗渗性、稳定性和耐腐蚀性。可对出水层位进行封堵。

适用范围:适用井深2500米以内,渗透率大于100*10-3μm2,吸收量大于400L/min的中高渗透层。

3.1.2 超细水泥封堵技术

超细水泥是G级油井水泥的再次粉碎物,具有粒径小（20～50um）、比表面积大（9000cm2/g）、水化速度快,通过0.15mm窄缝能力强的特点。同G级油井水泥相比,其物理性能得到了改善和提高,具有易悬浮、穿透力强、抗渗能力大,封堵后强度大,有效期长的特点,对中低渗油层的封堵能较好的加以解决。

其特点是,价格便宜、来源广泛,强度高、见效快,在地层有一定吸收量的前提下适用于封层、堵漏、二次固井等各类井况;对地层污染较小,用重射孔或者稀酸酸化就可以使污染完全加以解除。但是由于

凝固时间快,在深井及在漏失严重井的封堵时由于温度较高施工时间较长容易造成固油管事故,且水泥凝固后强度很高,钻塞较慢,特别是加入添加剂的水泥塞强度很高,增加了劳动强度及占产时间。

因此其适用范围为井深3000米以内,渗透率小于100*10-3μm2,出砂微量或不出砂井,吸收量小于400L/min的中低渗透层,以及管外窜槽需要二次固井,灰浆用量较小。

3.1.3 高水膨胀成岩剂封堵技术

高水膨胀成岩剂由铝酸盐、硫铝酸盐、铁铝酸盐、碳酸盐等矿物成分与有关促凝剂共同磨细成的粉状物料组成。其具备低失水、微膨、易钻塞、抗地下腐蚀等特点,尤其当堵剂颗粒水化时,其中膨胀组分的反应促进了钙矾石的早期形成,并随着水化的进程,钙矾石晶体不断长大,使灰浆硬化时体积膨胀。在井下有限空间和高压条件下,其线性膨胀率为0.2～0.3。其微小膨胀补偿了灰浆硬化过程中产生的体积收缩。能在水灰比1.0～3.0范围内凝固,不脱水凝结成一定强度的固态充填剂。具有悬浮性好、易泵送、易于钻塞、初凝时间可调、固化后强度高等特点。同时,由于膨胀过程化学预应力作用增强了堵剂与套管、地层的界面胶结强度。实验证明,加入一定比例的膨胀剂,可使界面胶结强度提高30%～40%。实现封堵强度高,有效期长。

特点是,初凝时间可调,减少了在施工中凝固时间难以控制带来的危险性,施工工艺安全可靠;可根据漏失段吸水指数不同,水灰比在1.0～3.0较大范围内选择,且在该水灰比范围内都可凝固,也可作为预堵剂,便于现场施工和控制;脱水后强度增加,而井筒内堵剂失水少,比

水泥封堵钻塞容易得多。同时由于较好的降失水效果,保证了低压时灰浆能在地层中均匀填充所需封堵的地层,高压下形成“泥饼”强度高,封堵成功率大,井筒内留塞由于失水少,强度低,容易钻塞。

适用范围:出砂严重、亏空大的地层,套管堵漏。

3.2 预封堵工艺

用预堵剂填充高渗层,在近井地带形成有效的封堵屏障,防止堵剂进入地层深处而失去作用。

(1)钙化泥浆预封堵工艺,采用泥浆和卤水分段塞挤入地层,卤水中含有的Ca2+、Mg2+、Na+在地层中与泥浆混合后会迅速形成沉淀,堵塞地层孔隙,但是强度不大,适用于地层微出砂、不亏空、渗透率较低的套破井的预封堵。(2)石英砂预封堵工艺,采用0.4～0.8mm粒径石英砂,10%～15%浓度挤入地层,用1.2～1.3g/cm3稀灰浆挤入,在近井地带充填亏空带,建立地层骨架,适用于渗透率较高的出砂砂岩。(3)ZCT-03胶粒和水膨体预封堵工艺,ZCT-03具有可塑性,粒径在4mm～20mm之间,在高压下能产生任意形变,用泥浆携带挤入地层后,粒径大的在地层亏空或大孔道处堆积、挤压、填实,随着压力的升高,粒径小的进入不同直径的孔喉,产生形变,颗粒与颗粒、颗粒与地层之间接触更加致密,形成更有效的封堵屏障,使后续堵剂纵向上均匀进入破点各处,实现高强度的浅封堵。

3.3 保护套管工艺

采用封隔器保护封堵段以上套管,避免高压下产生新的破点。

4、技术发展方向

(1)加强新型找漏技术的应用,减少重复找漏作业工序。由于套管质量问题或长时间的井筒腐蚀,在施工过程中套管承受不了持续高压而产生变形,造成了无法钻塞而转大修。今后应采用先进的找漏技术,清楚掌握套管的腐蚀或破点,合理控制挤注压力,避免不必要的大修费用。(2)推广预堵封堵、带封封堵技术,提高化学封堵的一次成功率。

(3)根据不同的套破特点,采用相应的治理技术,实现了套破井的有效治理。