胜利油田东辛采油厂完善封窜堵漏配套工艺提高封堵效果

完善封窜堵漏配套工艺提高封堵效果一、东辛油区套损井现状及机理探讨二、封窜堵漏配套技术研究与应用XX采油厂管辖着XX大油田，随着开发的深入，井况日益恶化，套损井逐年增多，造成注采井网不完善，年影响产能10-12万吨。一、XX油区套损井现状及机理探讨536475980204060801001202006200720082009套损井数一、XX油区套损现状及机理探讨小于5年6-10年11-15年15-20年21-25年25年以上套损部位/米0-500501-10001001-15001501-20002001以下井数/口894310246222006年以来，XX共有套损井302口，经统计，套管平均寿命为10.6年。套损相对位置水泥返高以上水泥返高-射孔段射孔段以下井数/口10218911套管寿命1-5年占23.4%6-10年占37.6%11-15年占18.2%16-20年占6.5%21-25年占10.4%26年以上仅占3.9%一、XX油区套损井现状及机理探讨地质因素工程因素生产措施影响因素地层断层活动地下地震活动岩石性质地层非均质性固井和管材质量起下工具的撞击磨损射孔等不合理注水储层改造工艺套管腐蚀地层出砂等XX油田属于复杂断块油藏，断层多、断块小，随着油田的开采不仅使油层发生沉降而且使断层两侧的压差增大，导致应力相对集中，对套管产生横向剪切作用,引起套管的损坏。1、断层附近应力集中引起套损X11-30X11-59X11-77X11-95X50X67X11-113X11-27X11x44X11-62X50x37X11-9315001600170018001900200021002200024681012套损深度（米）断层深度（米）平面上：分布在断裂系统复杂地带，集中于断层两侧及附近；纵向上：钻遇断层的11口井，其损坏位置和断层深度基本一致。泥岩主要由粘土矿物组成，水窜入泥岩层时，泥岩遇水膨胀并产生局部挤压力，导致套管变形、破裂、错断。2、泥岩吸水蠕变和膨胀泥岩DXX11-67井测井曲线泥岩层吸水膨胀套管受力示意图泥岩砂岩泥岩注水应力集中区域测井图微电极和自然电位显示1730-1760米为泥岩，由于吸水膨胀造成1748-1758米套断。典型井例：油层大量出砂破坏了岩石骨架的应力平衡，上覆地层压力超过油层孔隙压力和岩石骨架结构应力时，相当一部分应力转嫁给套管，导致套管失稳、弯曲变形、错断。生产层沙二73，1979.3-1982.3米出砂严重，造成1953米处有套缩（110mm）现象。典型井例：套管腐蚀主要包括电化学、化学、细菌腐蚀，例如广利油田目前套损26口井，受电化学腐蚀（CO2、O2、Cl-）、细菌腐蚀（SRB菌）影响。3、套管腐蚀4、地层出砂腐蚀速率随二氧化碳含量的变化00.050.10.150.2050100150200250二氧化碳含量（mg/L）腐蚀速率（mm/a）腐蚀速率随矿化度的变化0.30.320.340.360.380.40.420.4403691215矿化度（10000mg/L）腐蚀速率（mm/a）45000-50000如果套管存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等问题，在完井后的注采过程中，将会出现套损现象。5、管材质量不圆度达1.44-2.0%，抗挤压力降低22-36%；壁厚不均度达10-20%，抗挤压力降低8-15%。2009年完钻后即发现1387米处漏失。尺寸精度的影响一、XX油区套损井现状及机理探讨二、封窜堵漏配套技术研究与应用确定套漏准确位置是提高封窜堵漏效果的关键，根据东辛油区开发实际，结合井况特点，找漏验窜测井主要采用：井温法、封隔器法、同位素法、电磁探伤测井法、井径测井法。二、封窜堵漏配套技术研究与应用静止井温、加压井温、放压恢复曲线拟合对比，XX在1539.8-1547.6米、1749-1757米有漏点。1、井温验窜测井工艺找漏验窜测井工艺井温异常井温异常电子线路短节套管接箍定位器电桥热敏电阻工具155016001650175017001500温度测井仪示意图用于套管内径的测量，检查套管腐蚀、变形、错位、裂缝。2199-2202米错断2292-2295米缩径2、18B或40B井径测井工艺找漏验窜测井工艺测加入同位素前后自然伽马曲线确定窜槽位置，同位素上窜至2175米，说明生产层与水淹较严重的沙二9（1）：2175.9-2179窜通。3、同位素测井工艺找漏验窜测井工艺216021652170218021752155窜槽位置第1、2界面固井差套管厚度变化或存在缺陷时，感应电动势ε将发生变化，用于裂缝和孔洞的检测。4、电磁探伤测井工艺516-518米处变薄找漏验窜测井工艺找漏、验窜测井多采用组合法，提高测井资料应用效果。最常用井温法与封隔器法的组合，先用井温法找出套漏大致位置，然后用封隔器法复验确定准确位置。磁测井曲线井径曲线井径柱状图井壁展开图找漏验窜测井工艺在加强工程测井的基础上，针对不同井况，结合堵剂性能，开展技术攻关，形成较完善封堵工艺，为老区挖潜增效、采收率提高提供了有力的技术支撑。二、封窜堵漏配套技术研究与应用不留塞法超细复合堵剂法循环法、平推法、封隔器法“井筒降温、打隔离液”法多段塞法“前期隔板、后期封口”法堵漏工艺复合堵剂堵漏G级油井水泥堵漏成岩粉堵漏G级油井水泥石灰石粘土铁矿粉石膏磨细煅烧（一）G级油井水泥堵漏工艺——性能特点水化、凝结固化C-S-H硅酸钙固化体硅酸三钙（3CaO·SiO2）硅酸二钙（2CaO·SiO2）铝酸三钙（3CaO·AL2O3）铁铝酸四钙（4CaO·AL2O3·Fe2O3）G级油井水泥物理性能指标t52℃,35.6Mpa/min稠度52℃,35.6Mpa/BCP/MPaP1/MPa游离液/%90～120≤30≥2.1≥10.3≤5.90备注：P和P1分别为38和60℃常压下测得的8h抗压强度。影响因素温度压力水灰比比表面积T/℃4448525660t/min15012711510391P/MPa2530354045t/min123118115109104水灰比0.400.420.440.460.48t/min95104115125135P/MPa15.113.411.49.89.3比表面积m2/kg248259285310335t/min1211121049386P/MPa11.312.413.615.417.7温度越高稠化时间越短压力越高稠化时间越短水灰比越大稠化时间越长抗压强度越低比表面积越大稠化时间越短抗压强度越高针对XX油区，缓凝剂的最佳比例范围分别为1.5‰-4.5‰G级油井水泥堵漏工艺——影响因素由于G级油井水泥具有价格低廉、施工简单、固结强度高等优点，为XX油区套漏井主导封堵工艺，应用于封堵水泥返高之下套漏段及二次固井。选井原则施工工序提原井管柱通井刮管验窜找漏油套试压填砂注泥浆钻塞试压完井探冲砂G级油井水泥堵漏工艺循环法堵漏工艺平推法堵漏工艺封隔器堵漏工艺“井筒降温、打隔离液”堵漏工艺依据井下技术状况，结合油井水泥的性能特点，配套应用以下施工工艺：G级油井水泥堵漏工艺——施工工艺适用单处漏点、短井段封堵漏点：1243-1271米，措施后日液38.9方，含水72%，日油10.8吨，增油2219吨。油层人工井底窜点砂面顶替、正挤油层窜点人工井底砂面反洗井典型井例：G级油井水泥封堵工艺——1、循环法堵漏工艺该工艺用于多漏点、地层压力较高井的封堵。121212优点：针对地层压力高、井口有溢流的套漏井，避免泥浆返吐，提高封堵成功率；针对多漏点且漏点间跨度小于50米的套漏井，解决了各套漏点封堵强度差异大的问题。漏点：2414-2420、2428-2443、2455-2526米，多漏段，非均质性严重措施后日液15.9方，含水50%，日油7.95吨，增油1577吨。典型井例：G级油井水泥封堵工艺——2、平推法堵漏工艺顶替上提、反洗平推该工艺用于多漏点且跨度大（大于50米）的套漏井及套漏点以上套管有问题（曾封窜或整形）的封堵井。优点：对多漏点且漏点间跨度大（大于50米）的井，保证每个漏点的封堵质量；对套漏点以上套管有问题的井，保护井筒，消除漏点上部井筒对施工不利影响。封隔器第一次封堵封隔器漏层漏层第二次封堵灰面漏层漏层漏点：1539.8-1547.6、1749-1757米，跨度202米，试挤压力12、18MPa。措施后日液15.6方，含水65.6%，日油5.36吨。典型井例：G级油井水泥封堵工艺——3、封隔器堵漏工艺“三高特性井”：温度高、矿化度高缩短堵剂稠化时间，作业风险增大；压力高，泥浆易反吐，成功率降低。解决方法：先期井筒降温、堵剂前加隔离液、降低堵剂比重、提高流动性套漏2749-2768米，温度90℃，矿化度75460mg/l。彻底洗井、顶替10方清水作隔离液、挤泥浆，措施后日液13.2方，含水56.7%，日油5.71吨。典型井例：G级油井水泥封堵工艺——4、“井筒降温、打隔离液”堵漏工艺应用效果措施初期单井平均增油4.06吨/天，累计增油362吨/井，总增油11222吨。G级油井水泥配套封堵工艺缺点：G级油井水泥浆在漏失地层中滞留性差，对于浅层堵漏适用性差。措施类别井次成功率有效率堵漏2386.9%78.2%二次固井（管外窜）8100%75%（二）成岩粉封堵工艺——性能特点水化溶解发生絮凝作用，形成大量的钙矾石；胶结固化期形成最佳针状结构的钙矾石，填充在钙矾石网状结构中，浆体变成硬化体。固结时间2h24h48h72h抗压强度（MPa)0.84.5-6.0812成岩粉石灰石铝矾土石膏添加剂磨细煅烧水化、凝结固化3CaO·AL2O3·3CaSO4·12H2O钙矾石优点：具有膨胀性，膨胀率达0.2%-0.3%；具有触变性能，漏失量少；易钻塞。堵剂名称钻具/钻压进尺/m时间/min成岩粉螺杆钻/9.8KN1010-25G级水泥螺杆钻/9.8KN1040-180成岩粉配套封堵工艺——性能特点浅层胶结疏松，地层高孔高渗地层出砂造成近井地带出现空穴堵剂浆液流失量大，滞留量小选井原则封堵浅层套漏井施工工艺多段塞堵漏工艺“前期隔板、后期封口”堵漏工艺成岩粉配套封堵工艺反洗井时井口返液很少（1/3～2/3）浅层套漏井反洗时井口不返液的严重漏失套漏井该工艺用于反洗井时井口返液很少（1/3～2/3）的浅层套漏井的封堵。施工工艺：密度1.65的成岩粉灰浆暂堵密度1.45～1.55的成岩粉灰浆，形成驻留段密度1.85的G级油井水泥泥浆封口套漏303-477，漏失严重，措施后日液19.3方，含水87.7%，日油2.37吨，已累增油992吨。成岩粉配套封堵工艺——1、多段塞堵漏工艺典型井例：02%4%32165423840135362745872824CaCl2对成岩粉灰浆体系稠化时间的影响施工工艺：2%-4%促凝剂的成岩粉灰浆形成隔板密度1.6的成岩粉灰浆封口T(℃)t/minCaCl2成岩粉配套封堵工艺——2、“前期隔板、后期封口”堵漏工艺用于反洗时井口不返液的严重漏失套漏井的封堵。套漏792-810米，地层出砂严重，注入2%CaCl2的成岩粉灰浆，然后注入比重1.6的成岩粉灰浆，措施后日液14.7方，含水73.5%，日油3.89吨，已累增油733吨。典型井例:2009年共施工17井次，措施初期单井平均增油3.98吨/天，累计增油356.5吨/井，总增油6060吨。成岩粉配套封堵工艺59.1%64.7%200820090.23吨4.21吨成功率平均日油20082009应用效果固相颗粒结构形成、支撑剂膨胀型活性填充剂活性微晶增强剂增韧剂、胶凝固化剂（三）复合堵剂封堵工艺——性能特点水化凝结固化网架结构本体和界面胶结强度高的固化体水泥固化体胶结界面微观结构复合堵剂固化体胶结界面微观结构选井原则主要用于侧钻井侧钻段堵漏、二次固井、套管微裂缝漏失封堵。施工工艺不留塞封堵工艺超细复合堵漏工艺2009年复合堵剂堵漏工艺共实施4井次，措施初期单井平均增油3.5吨/天，累计增油210吨/井，总增油420吨。复合堵剂封堵工