油水井破損套管化學(xué)堵漏劑的研制與應(yīng)用

yld-1油水井堵漏劑是在膠結(jié)界面微觀結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上,依據(jù)界面膠結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)機(jī)理和方法開發(fā)出的一種新型油水井化學(xué)堵劑。與常規(guī)堵劑相比,yld-1化學(xué)堵劑具有3個(gè)突出的特點(diǎn):1)進(jìn)入封堵目標(biāo)層后能快速形成牢固的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)而有效地駐留在漏失層中;2)能在目標(biāo)封堵層形成抗竄強(qiáng)度高、耐沖蝕的封堵層;3)在井筒內(nèi)的yld-1化學(xué)堵劑在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)能保證有良好的流動(dòng)性,不會(huì)沉淀和凝固,而堵漿一旦進(jìn)入封堵目標(biāo)層就能快速形成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度。重點(diǎn)分析了yld-1油水井化學(xué)堵劑的特點(diǎn),并介紹了其在現(xiàn)場(chǎng)各種復(fù)雜井中的推廣應(yīng)用情況。

塔里木油田產(chǎn)層堵漏要求遵循“堵得住,解得開”的原則,以滿足工程和油層保護(hù)的雙重需要。為此,在室內(nèi)研制了jqd系列新型油層堵漏劑。這種堵漏劑具有一定的油溶性和酸溶性,堵漏效果好,對(duì)油層污染小。在塔里木油田進(jìn)行了4口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),井漏控制成功率為100%,堵漏一次成功率為100%。

在動(dòng)靜態(tài)養(yǎng)護(hù)條件下通過對(duì)yld-1油水井堵漏劑與鋼管的膠結(jié)界面力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的研究,探討了yld-1油水井堵漏劑的界面膠結(jié)強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理.結(jié)果表明,yld-1堵漏劑能夠在膠結(jié)界面生成抗沖蝕的水化產(chǎn)物且形成致密堅(jiān)固的微觀結(jié)構(gòu),再加上獨(dú)特的自我修復(fù)的再愈合能力,增強(qiáng)了界面膠結(jié)強(qiáng)度,提高了抗竄能力.

破損油井套管修復(fù)堵漏劑失效機(jī)理的顯微觀察

根據(jù)勝坨油田淺層套漏井和套竄井逐年增多的實(shí)際情況,結(jié)合套漏井封堵的具體特點(diǎn),研制開發(fā)了tc-1觸變水泥堵漏劑,確定了該堵漏劑的最佳配方:tc-1觸變劑3%-5%,早強(qiáng)劑2%-4%。tc-1觸變水泥堵漏劑在封堵套管漏失和漏失井的打塞作業(yè)上,取得了較好的應(yīng)用效果。

針對(duì)張?zhí)烨吞锾茁┚卫硇Ч焕硐雴栴},成功研制出hgc化學(xué)堵漏劑。確定hgc堵漏劑漿液最佳水灰比為0.6～0.9,gh-1調(diào)節(jié)劑最佳用量為0.4%～1.0%,該堵漏劑具有較低的塑性黏度,配注性能好,封堵率可達(dá)100%,抗壓強(qiáng)度在23mpa以上。hgc堵漏劑具有較好的觸變性,易于在漏失部位駐留形成承壓層,并且無析水,固化后體積不收縮,有利于漏失部位的有效封堵。hgc化學(xué)堵漏劑堵漏技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3井次,工藝成功率100%,有效率100%,階段累計(jì)增油274.1t,降水3817.1m3,應(yīng)用效果較為顯著。

根據(jù)勝坨油田淺層套漏、套竄井逐年增多的實(shí)際情況,結(jié)合套漏井封堵的具體特點(diǎn),研制開發(fā)了tc-1觸變水泥堵漏劑,確定了該堵漏劑的最佳配方:tc-1觸變劑3%～5%,早強(qiáng)劑2%～4%。tc-1觸變水泥堵漏劑在封堵套管漏失和漏失井的打塞作業(yè)上,取得了較好的應(yīng)用效果。

針對(duì)油田油水井套管發(fā)生腐蝕滲漏的現(xiàn)象,分析了土壤腐蝕性的相關(guān)參數(shù).結(jié)果表明,土壤電阻率、土壤氧化-還原電位、土壤理化性質(zhì)等對(duì)套管的腐蝕起決定性作用;根據(jù)貝克曼綜合評(píng)價(jià)指數(shù),確定土壤腐蝕性,評(píng)價(jià)結(jié)果為大慶油田大部分土壤為強(qiáng)腐蝕等級(jí),必須采取有效的防護(hù)措施,防止套管滲漏

高強(qiáng)堵漏劑由主劑、固化劑及觸變調(diào)節(jié)劑組成?？疾炝烁鹘M分用量對(duì)堵漏劑性能的影響,結(jié)果表明,主劑水灰質(zhì)量比對(duì)堵漏劑初凝時(shí)間和觸變性影響不大,而抗壓強(qiáng)度隨水灰質(zhì)量比的增加而降低,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用需求,研制不同水灰質(zhì)量比的堵漏劑,水灰質(zhì)量比為0.44-0.5的堵漏劑,適用于井溫較低、強(qiáng)度要求高的大孔道封堵;固化劑用量對(duì)堵漏劑抗壓強(qiáng)度和觸變性影響很小,而初凝時(shí)間隨固化劑用量的增加而縮短。從施工安全考慮,固化劑用量3%較合適;觸變調(diào)節(jié)劑使堵漏劑具有良好的觸變性,其用量占主劑的0.3%-0.5%較佳。人造巖芯封堵實(shí)驗(yàn)表明,該堵漏劑封堵率達(dá)97%以上;油田9井次使用效果良好,兩口采油井增油量分別達(dá)8.6t/d和14.6t/d。

介紹新型快速堵漏劑的研制,包括原材料的選擇、配方和工藝的確定等。該堵漏劑采用無機(jī)膠凝材料和高分子粘接材料復(fù)合而成,能與多種基面牢固粘接成無縫、致密穩(wěn)定的整體保護(hù)層,涂層堅(jiān)韌高強(qiáng),具有優(yōu)異的粘接、抗?jié)B、耐酸堿等性能。

通過對(duì)不同的高分子吸水膨脹樹脂性能的測(cè)定,優(yōu)選出了膨脹倍數(shù)滿足堵漏要求的高分子吸水膨脹樹脂,即丙烯酸鈉_殼聚糖高分子吸水膨脹樹脂和amps-am-aa三元共聚物高分子吸水膨脹樹脂,并對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)優(yōu)選出的高分子吸水膨脹樹脂成功地進(jìn)行了包覆,實(shí)現(xiàn)了膨脹堵漏劑的可控性,并對(duì)研制的可控膨脹堵漏劑性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,經(jīng)包覆的高分子吸水膨脹樹脂吸水速率可明顯降低、吸水量也大幅度減少,包覆起到了一定作用,確實(shí)能起到抑制高分子吸水膨脹樹脂吸水速度的作用。經(jīng)包覆后的可控膨脹堵漏劑對(duì)鉆井液的性能影響較小,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

在涪陵頁巖氣田鉆井作業(yè)中,油基鉆井液地層漏失情況逐漸增多,而國(guó)內(nèi)鮮有針對(duì)油基鉆井液的堵漏材料研究,現(xiàn)場(chǎng)常用的堵漏材料多為親水性材料,與油基鉆井液配伍性差,長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)會(huì)破壞油基鉆井液性能。鑒于此,室內(nèi)開發(fā)了一種新型油基橋架堵漏劑dualguard。該堵漏劑與油基鉆井液具有很好的配伍性,熱穩(wěn)定性好,組成成分和形狀多樣,能夠快速滲入裂縫中,形成韌性封堵層,堵漏成功率達(dá)到70%以上。該堵漏劑在涪陵工區(qū)3口井三開井段進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,均取得了較好的堵漏效果,有效提高了地層承壓能力,成功解決了漏速小于30m~3/h的井漏問題,為解決涪陵頁巖氣田的油基鉆井液漏失問題提供了技術(shù)支撐,可在頁巖氣水平井鉆井堵漏作業(yè)中推廣應(yīng)用。

dtr是一種高失水性能堵漏劑,在壓差作用下堵漏劑中的自由水迅速釋放,并在地層裂縫中很快形成具有一定凝結(jié)強(qiáng)度堵塞?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,dtr堵漏具有適用性較廣、堵漏工藝簡(jiǎn)便、施工安全、堵漏成功率高、見效快、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)。

針對(duì)高溫地層堵漏作業(yè)中現(xiàn)有吸水樹脂堵漏劑抗溫能力不夠、強(qiáng)度不足等問題,研制了雙網(wǎng)絡(luò)吸水樹脂堵漏劑dng。dng具有"剛?cè)嵯酀?jì)"的雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),強(qiáng)度和抗溫性能得到很大提高,形變95%時(shí)的抗壓強(qiáng)度達(dá)到16.2mpa,釋壓后能快速回彈并保持完整的形態(tài);150℃高溫條件下老化30d后依然保持完整的形態(tài)和較好的強(qiáng)度;吸水倍數(shù)為4～10倍,且具有較好的抗鹽和耐ph敏感性能。評(píng)價(jià)了dng的堵漏性能,得到了dng封堵大中型漏失的優(yōu)化配方,并探討了其堵漏機(jī)理,dng之所以能夠成功封堵漏層在于其具有較好的變形填充、吸附纏繞、吸水膨脹等性能。

在異常高壓區(qū)的深井鉆井中,經(jīng)常遇到以壓裂性誘導(dǎo)漏失為主的多漏點(diǎn)井漏,該類型井漏的漏失位置往往難以確定,各漏失點(diǎn)差異性較大,一次性治理成功往往存在復(fù)雜的技術(shù)難題。針對(duì)川渝地區(qū)同裸眼多漏點(diǎn)井漏使用hhh堵漏劑一次性全部封堵成功率不高的問題,通過分析多漏點(diǎn)井漏的漏失特性和hhh堵漏劑應(yīng)用于多漏點(diǎn)堵漏的工藝技術(shù),認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)堵漏施工工藝的優(yōu)化對(duì)提高多漏點(diǎn)井漏治理成功率十分關(guān)鍵,在施工中優(yōu)化堵漏漿擠注排量可以實(shí)現(xiàn)同裸眼多漏點(diǎn)的一次性堵漏成功。在劍門1井多漏點(diǎn)井漏的堵漏施工實(shí)踐中,幾次作業(yè)通過調(diào)整優(yōu)化施工工藝,從正反兩方面證實(shí)了優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工藝能夠提高同裸眼多漏點(diǎn)井漏的一次性治理成功率。

介紹了深井管破損后的堵漏方法及在堵漏過程中的注意事項(xiàng)。

勝利油田樁西地區(qū)館陶組疏松砂巖油藏出砂量大,地層虧空、漏失嚴(yán)重,采用水泥等常規(guī)堵劑駐留性差、易返吐,封堵成功率低,且風(fēng)險(xiǎn)較大,為了克服水泥類堵劑的不足,提高漏失層封堵效果,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工要求,從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)入手,通過膠結(jié)劑篩選、觸變劑性能和緩凝時(shí)間的調(diào)節(jié),研究開發(fā)了一種緩凝時(shí)間長(zhǎng)、觸變能高的緩凝觸變型水硬化堵漏劑配方。結(jié)果表明該堵漏劑在45～100℃的范圍內(nèi)初凝時(shí)間大于5.6h,觸變能大于9638pa/s,其固化物恒溫氧化4d后抗壓強(qiáng)度大于16mpa。在樁205-10井、樁106-22-x16井封堵試驗(yàn)中使用該堵漏劑,封堵效果明顯,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn),得到了手鐲式陽極套管的電力線分布及極化場(chǎng)形態(tài),找到了手鐲式陽極的最佳組合方式,分析了手鐲式陽極在土壤環(huán)境中對(duì)套管的保護(hù)效果.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,手鐲式陽極極化場(chǎng)呈輻射狀,極化半徑超過9m,在淺表層100m內(nèi)每間隔一根套管固定一個(gè)手鐲式陽極是最佳的組合方式,在土壤環(huán)境中可對(duì)套管起到良好的保護(hù)作用.

為解決熱采井封竄堵漏措施成功率低、有效期短的問題,研究了新型的熱采井封竄堵漏劑xan-rc.室內(nèi)試驗(yàn)表明,xan-rc能夠在疏松的漏失層有效駐留,早期強(qiáng)度高,在高溫作用下膠結(jié)強(qiáng)度不衰退反而有所增強(qiáng).對(duì)xan-rc的抗高溫機(jī)理進(jìn)行了研究,表明xan-rc能夠在高溫的作用下發(fā)生二次水化反應(yīng),生成纖維狀晶體的水化產(chǎn)物,從而形成牢固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),增強(qiáng)了界面膠結(jié)強(qiáng)度.新型的熱采井高效封竄堵漏技術(shù)已在現(xiàn)場(chǎng)施工20余口井,成功率高,增產(chǎn)效果明顯,措施井有效期長(zhǎng),具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值.

眾所周知,在進(jìn)行鉆井的過程中,經(jīng)常會(huì)遇到低壓或者壓力衰竭的高滲透地層,這樣會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)較為嚴(yán)重的井漏現(xiàn)象,此時(shí)就需要用堵漏劑和灌注水泥進(jìn)行防止井漏.基于此,本文簡(jiǎn)要分析了油基鉆井液堵漏劑的性能試驗(yàn)研究以及其評(píng)價(jià)機(jī)制,從國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行描述引出鉆井液的試驗(yàn)過程以及現(xiàn)象施工的相關(guān)注意事項(xiàng),最后提出了鉆井液在發(fā)展過程中所遇到的一些問題,以期對(duì)實(shí)際工程具有一定的指導(dǎo)意義.

針對(duì)裂縫型孔隙型不同地層漏失設(shè)計(jì)了不同鉆井液體系,并測(cè)試其流變性和承壓能力。實(shí)驗(yàn)表明:堵漏最大承壓為20mpa,即在2000m左右的層位有良好的堵漏效果。

采用酸溶性好的無機(jī)礦物材料、纖維材料、吸水膨脹型聚合物等研制出了一種新型酸溶性隨鉆堵漏劑——jhsd,分析了該堵漏劑的作用機(jī)理,并對(duì)其性能進(jìn)行了較為全面的評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:jhsd具有較好的酸溶性,有利于現(xiàn)場(chǎng)酸化解堵,且對(duì)鉆井液的流變性能影響小,對(duì)滲透性孔隙型地層和微裂縫地層均具有很好的堵漏效果,其承壓強(qiáng)度大于12mpa,堵漏效果明顯優(yōu)于fdj-1等目前油田常用的隨鉆堵漏劑,jhsd表明具有較好的應(yīng)用前景。