油基超細(xì)水泥封堵封竄的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐

本文主要介紹超細(xì)水泥的性能、封堵封竄的作用機(jī)理及其在臨盤油田的應(yīng)用。

淺析油田開發(fā)中超細(xì)水泥封堵技術(shù)的應(yīng)用 摘要：超細(xì)水泥封堵技術(shù)是以超細(xì)水泥為主劑，配以多種添加 劑復(fù)配而成的一種顆粒型、高強(qiáng)度的封堵技術(shù)。通過(guò)對(duì)堵劑配方、 堵劑性能、適應(yīng)性等的研究，可實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井套管外竄槽的封堵； 套管絲扣泄漏、本體腐蝕穿孔而產(chǎn)生漏失的封堵；油井的高出水層 或水井不需注水層的封堵。實(shí)驗(yàn)表明，采用超細(xì)水泥封堵技術(shù)封堵 效果好、成功率高g產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞：超細(xì)水泥；封堵；影響因素；試驗(yàn)；應(yīng)用 1引言 油田經(jīng)過(guò)多年的高速高效開采后，油水井會(huì)暴露出愈來(lái)愈多的 問(wèn)題，其中以下幾個(gè)方面的問(wèn)題嚴(yán)重影響油、水井的正常生產(chǎn)。 （1）經(jīng)過(guò)多年的注水開發(fā)，油層非均質(zhì)性嚴(yán)重，產(chǎn)液結(jié)構(gòu)極不 均勻，大孔道出水嚴(yán)重，某些層段含水接近100%，造成油井含水偏 高，而且由于高出水層的干擾，使得低含水層的生產(chǎn)受到影響，油 井發(fā)揮不出應(yīng)有的潛力。 （2）地層的非均質(zhì)性造成注水井大孔道水竄，而

目前現(xiàn)河采油廠投產(chǎn)側(cè)鉆井已達(dá)170余口,占整個(gè)勝利油田側(cè)鉆井井次的1/3,已獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但與此同時(shí)側(cè)鉆井直井段套管受腐蝕、變形損壞嚴(yán)重,油層改造治理受到工藝技術(shù)上的限制。針對(duì)側(cè)鉆井生產(chǎn)存在的問(wèn)題,本文從修井角度上介紹了超細(xì)水泥封堵技術(shù),對(duì)側(cè)鉆井的現(xiàn)場(chǎng)封堵工藝具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

超細(xì)水泥封堵技術(shù)是封堵油水井高滲透層段,減少產(chǎn)水量或無(wú)效注水,提高注入水驅(qū)油效率的有效措施之一。通過(guò)對(duì)超細(xì)水泥封堵用劑配方及施工工藝的改進(jìn),大大提高了油水井封堵措施有效率,結(jié)合酸化、補(bǔ)孔等措施,見到了明顯的增油降水效果。

普通水泥封竄現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

油田開發(fā)過(guò)程中,各種因素導(dǎo)致的油層套管、固井水泥環(huán)發(fā)生竄漏,嚴(yán)重影響了油水井的正常生產(chǎn)。以往使用的化學(xué)封竄方法一般都存在著工序復(fù)雜、成功率較低和風(fēng)險(xiǎn)大等缺點(diǎn)。為此,研究出以"帶壓候凝"為主的多層段水泥封竄及配套工藝?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,該工藝施工成功率高、可操作性強(qiáng),具好良好的推廣前景。

超細(xì)水泥用于油田封堵作業(yè)

針對(duì)河南油田注水開發(fā)中存在的問(wèn)題,研究應(yīng)用了超細(xì)水泥封堵技術(shù),并取得了顯著效果。自1998年8月～2001年底在河南油田應(yīng)用61井次,有效成功率85.3％,其中用于油井36井次,實(shí)現(xiàn)年度累計(jì)增油1.441×10~4t,降水7.6123×10~4m~3;用于水井封堵25井次,累計(jì)增注14.32×10~4m~3,控制無(wú)效注水16.95×10~m~3,創(chuàng)效益1852.28萬(wàn)元,投入產(chǎn)出比達(dá)1:11.36,具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

超細(xì)水泥封堵技術(shù)是封堵油水井高滲透層段,減少產(chǎn)水量或無(wú)效注水,提高注入水驅(qū)油效率的有效措施之一。通過(guò)對(duì)超細(xì)水泥封堵用劑配方及施工工藝的改進(jìn),該技術(shù)在河南油田的應(yīng)用大大提高了油水井封堵措施有效率,結(jié)合酸化、補(bǔ)孔等措施,產(chǎn)生了明顯的增油降水效果。

利用超細(xì)水泥漿實(shí)現(xiàn)水竄通道深部堵水,需解決堵劑的深部注入性問(wèn)題,而注入性能與堵劑的懸浮性和分散性密切相關(guān)。選用鈉基膨潤(rùn)土(nt)水化膠體溶液作為堵劑的基礎(chǔ)懸浮液,并考察了鈉土水化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鈉土加量、水化時(shí)間、堿性環(huán)境、水泥外加劑對(duì)鈉土水化膠體體系的影響顯著,預(yù)水化5%單一鈉土懸浮液30min以上,即可獲得懸浮性能穩(wěn)定的堵劑基礎(chǔ)懸浮液。在基礎(chǔ)懸浮液中加入30%超細(xì)水泥(xc),考察分散劑(cf)、降失水劑(cg)和改性乳膠(bct)對(duì)堵劑分散性能的影響,配合中溫緩凝劑(ch),得到可深部注入的超細(xì)水泥漿堵劑配方(初凝時(shí)間5h):30%xc+5%nt+0.75%cf+2%cg+5%bct+0.5%ch。模擬試驗(yàn)中的平均注入壓力為0.289mpa,表明該配方可用于水竄通道深部堵水。圖8表1參5

超細(xì)水泥漿封堵技術(shù)的完善與應(yīng)用,ok

報(bào)道了由g級(jí)油井水泥加工成的超細(xì)水泥的粒度分布、穿透能力及水泥石強(qiáng)度。討論了超細(xì)水泥漿封堵施工中的影響因素,包括用量、濾餅形成、濾失量控制、稠化時(shí)間、流動(dòng)性等。選用d90≤21μm的超細(xì)水泥,通過(guò)添加劑篩選,得到水基超細(xì)水泥漿的配方:緩凝劑hnⅱ1.0%,分散劑fs11.0%,降濾失劑js11.0%,濾失量控制為100ml;以零號(hào)柴油為攜帶液,加入油溶和水溶混合表面活性劑、1.0%fs1(按油相計(jì)),油灰水比為1∶2∶1,得到密度1.7～1.9g/cm3、流動(dòng)度>30cm的油基水泥漿。介紹了超細(xì)水泥漿封堵工藝:地層預(yù)處理,水泥漿用量,封堵方法,封堵工具,封堵結(jié)果檢測(cè)等。現(xiàn)河采油廠(地層溫度60～120℃)2002年將密度1.6～1.8g/cm3的油基和水基超細(xì)水泥漿用于封管外竄、堵炮眼、油井堵水、修復(fù)套管,共施工48井次,成功率95.8%。介紹了封堵目的不同的4個(gè)井例。表6參6。

超細(xì)水泥的粒徑比常規(guī)水泥的粒徑小,在封堵過(guò)程中可以進(jìn)入到常規(guī)水泥不能進(jìn)入的裂縫中,尤其適合于低孔、低滲油藏的封堵作業(yè)。超細(xì)水泥的比表面積越大,水化反應(yīng)速度越高,水泥顆粒與水的接觸面大,使水泥石內(nèi)部的極小空隙變?yōu)椴贿B通,從而很大程度地提高了水泥石的抗?jié)B性能;水泥粒徑越小,通過(guò)窄縫的能力越強(qiáng),超細(xì)水泥通過(guò)0.25mm窄縫的體積百分比均在95%以上。但是,由于超細(xì)水泥顆粒細(xì),比表面積大、水化速度快,膠凝和稠化時(shí)間短,對(duì)水泥漿的性能影響比較大。針對(duì)這些問(wèn)題,結(jié)合京58儲(chǔ)氣層物性,通過(guò)對(duì)超細(xì)水泥的細(xì)度和粒徑分布進(jìn)行分析,優(yōu)選出了適合儲(chǔ)氣庫(kù)老井封堵的超細(xì)水泥,并研究和開發(fā)了適應(yīng)老井封堵用的超細(xì)水泥漿體系。該體系在京58區(qū)塊中應(yīng)用,取得良好效果。

針對(duì)平煤股份一礦深部大型硐室施工及后期使用中存在礦山壓力明顯、支護(hù)難度大、服務(wù)時(shí)間短、后期維護(hù)量大等特點(diǎn),以三水平丁二絞車硐室為例,通過(guò)超細(xì)水泥基注漿材料mpc注漿加固選擇性實(shí)驗(yàn)研究分析,提出了適合本礦深部圍巖特性的支護(hù)技術(shù)方案,實(shí)現(xiàn)了深部高應(yīng)力軟巖大硐室支護(hù)結(jié)構(gòu)上的耦合,使圍巖的穩(wěn)定性提高,支護(hù)效果顯著。

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新型封堵用超細(xì)水泥漿體系

本文通過(guò)一個(gè)實(shí)例簡(jiǎn)要介紹了套控光管擠水泥封堵工藝在錦州油田的應(yīng)用情況,該工藝對(duì)提高擠水泥封堵施工成功率具有一定的借鑒意義。

富拉爾基油田為稠油熱采區(qū)塊,經(jīng)過(guò)高輪次的蒸汽吞吐,井間汽竄已成為影響富拉爾基油田開發(fā)效果的主要問(wèn)題之一,針對(duì)此類問(wèn)題2011年對(duì)b區(qū)4口井實(shí)施了g級(jí)水泥封竄措施,在抑制汽竄、油井增產(chǎn)上取得了良好的效果。隨后對(duì)b區(qū)8口井、d區(qū)2口井陸續(xù)實(shí)施了水泥封竄措施并投產(chǎn),整體取得了抑竄增產(chǎn)的效果。因此,公司將水泥封竄作為常規(guī)性油井措施,在a、b、d區(qū)全面實(shí)施,2013年全年共投產(chǎn)水泥封竄30口井,成功率90%。

文中介紹了超細(xì)水泥封堵技術(shù)在一口出砂嚴(yán)重套損井上的應(yīng)用情況。超細(xì)水泥具有粒徑小可進(jìn)入細(xì)小縫隙、可直角稠化、不污染油層等特點(diǎn)，用于封竄具有優(yōu)勢(shì)，但用在出砂套損井的修復(fù)上在葡萄花油田還是首次嘗試。通過(guò)一口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，分析總結(jié)了施工中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并提出了一些認(rèn)識(shí)與建議。該工藝的成功應(yīng)用，豐富了修井工藝技術(shù)，節(jié)約了修井資金，采取該技術(shù)與側(cè)斜技術(shù)比較，每口井節(jié)約資金至少在70×10^4元左右，效益顯著。

超細(xì)水泥封堵技術(shù)是以超細(xì)水泥為主劑,配以多種添加劑復(fù)配而成的一種顆粒型、高強(qiáng)度的封堵技術(shù)。通過(guò)對(duì)堵劑配方、堵劑性能、適應(yīng)性等的研究,可實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井套管外竄槽的封堵;套管絲扣泄漏、本體腐蝕穿孔而產(chǎn)生漏失的封堵;油井的高出水層或水井不需注水層的封堵。經(jīng)河南油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,采用超細(xì)水泥封堵技術(shù)封堵效果好、成功率高,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

g級(jí)油井水泥顆粒粒徑較大,限制了其在某些特殊作業(yè)中的應(yīng)用。通過(guò)調(diào)整g級(jí)水泥熟料的化學(xué)組成和物理性能,生產(chǎn)出一種新型的超細(xì)水泥,該超細(xì)水泥平均粒徑小于5μm,最大不超過(guò)10μm。能夠滲入到常規(guī)水泥達(dá)不到的區(qū)域。室內(nèi)對(duì)超細(xì)水泥漿不同水灰比下流動(dòng)度與析水量的變化、流變性、不同添加劑加量下水泥漿性能、溫度對(duì)初凝時(shí)間的影響等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,確定了在45℃時(shí)超細(xì)水泥用于堵水作業(yè)的最佳配比:水灰比為1.3:1,添加劑加量為2％,此時(shí)水泥漿具有較強(qiáng)穩(wěn)定性和較好流動(dòng)性,初凝時(shí)間約為5h、抗壓強(qiáng)度為4.21mpa,可滿足現(xiàn)場(chǎng)注入要求。在大慶油田采油八廠18井進(jìn)行超細(xì)水泥堵水報(bào)廢作業(yè),獲得了成功。

超細(xì)水泥封堵技術(shù)是以超細(xì)水泥為主劑，配以多種添加劑復(fù)配而成的一種顆粒型、高強(qiáng)度的封堵技術(shù)。通過(guò)對(duì)堵劑配方、堵劑性能、適應(yīng)性等的研究，可實(shí)現(xiàn)對(duì)油水井套管外竄槽的封堵；套管絲扣泄漏、本體腐蝕穿孔而產(chǎn)生漏失的封堵；油井的高出水層或水井不需注水層的封堵。實(shí)驗(yàn)表明，采用超細(xì)水泥封堵技術(shù)封堵效果好、成功率高g產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。