油水井封窜堵漏堵水技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,油水井封窜堵漏堵水技术,前 言,常规性能,施工工艺,应用案例,几点认识,目录,油水气井封窜堵漏堵水技术,2,几点认识,前言,常规性能,3,油水气井井况,不,同,类,型,的,水,害,管,外,窜,层,间,窜,底,水,锥,进,套,管,损,坏,难,卡,封,4,第1、2界面固井差,油水气井井况,5,复杂井况及影响因素,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,6,国外化学封堵技术状况,美国油水气井封窜堵漏技术19801986年间经历一个迅猛开展时期。在鼎盛时期，美国35%的提高采收率(EOR)工程是化学堵漏工程。,美国TEXACO公司1991年在Kern River油田和San Ardo油田用树脂堵漏技术成功封堵了26口水浸油井和2口套管漏失井。,国外10前研究最多的就是无机凝胶，这是在超细水泥。,近几年来，在超细水泥的根底上开展起来的一种凝胶体系即胶态分散凝胶体系，简称CDG，它是以段塞的形式将堵漏剂溶液注入漏失地层，无机胶凝材料与其它组分在地层发相互协调反响，形成凝胶。在的Tiorco公司进展了大量的CDG堵漏矿场试验，取得了相当的成功。,7,常规化学堵漏堵水技术,无,机,盐,类,封,堵,技,术,具有代表性的是,双液法水玻璃氯化钙堵剂,缺点是沉淀物颗粒小，,易运移，在水中微溶，,效果难以持久，有效期短,8,聚,合,物,凝,胶,类,封,堵,技,术,具有代表性的是,TP910、HPAM/Cr(III)凝胶,缺点是,对高渗透地层的封堵效果,和耐冲刷性均差,常规化学堵漏堵水技术,9,颗,粒,类,封,堵,技,术,具有代表性的是,果壳、青石粉、石灰乳、,膨润土、轻度交联的PAM,缺点是,为容易堵塞低渗透油层，,造成油层污染，粒间隙脱水,固化后体积收缩，,耐水冲刷性差,常规化学堵漏堵水技术,10,树,脂,类,封,堵,技,术,具有代表性的是,酚醛树脂、脲醛树脂,及其它氨基树脂等,缺点是,选择性差，,误堵后难解堵，,材料费用高，风险大,常规化学堵漏堵水技术,11,水,泥,类,封,堵,技,术,具有代表性的是,水泥加石灰乳、超细水泥等,缺点是,注入量大，易损害油气层；,固化体易收缩，封堵效果差；,稠化时间难以控制，,施工风险高,常规化学堵漏堵水技术,12,常规水泥封堵的主要缺陷,水泥浆适应性和平安可靠性差，易返吐回到井筒内，易发生井下事故；稠化时间难以控制，施工风险高。,水泥浆不能有效地驻留在封堵层位，替至目的层后未凝固前就已漏失掉，进入地层更深部，严重污染产层。,水泥浆形成的固化体脆性大，易收缩，不能与周围介质形成结实的界面胶结，在注采压力的作用下易滋生新的微裂缝，使封堵很快失效，缩短了施工有效期。,水泥浆封堵过的地层，由于其固化体有裂缝，或补孔时射不穿水泥环，而本体又没有渗透性，再次封堵时，水泥浆堵剂无法进入，导致再次封堵失败。,13,为了抑制上述工艺的技术缺陷,更好地解决油水气井水害问题,解决油田井况防治问题一种方法,封窜堵漏堵水技术,14,前言,常规性能,施工工艺,15,LTTD堵剂引入的添加剂材料,网架结构,形成剂,水硬性,胶凝固化剂,其它,亚纳米活性,填充剂,施工性能,调节剂,界面强度,增强剂,界面强度,增韧剂,16,外观：灰褐色粉状物；,粒度：8-2500目不等,密度：,3,LTTD堵剂物性,17,LTTD堵剂流体物性,固结前,固结后,配制流体：与水泥浆类似；,配制密度：,3,表观粘度：25-85mPas；,流动度：17-27cm,稠化时间：任意可调,可钻性：固结物可钻性很好,18,LTTD堵剂性能评价手段,1、LSY-ZN智能型岩心流动实验仪,2、增压稠化仪,3、XCJ-40冲击试验机,4、KZY-30电动抗折仪,5、ZNN-D6型六速旋转粘度计,6、API中压失水仪,7、油水井高温高压堵漏仪,8、水泥浆失重与气窜评价仪,9、堵漏循环评价仪,10、CSS-2005电子万能压力试验机,11、高温养护罐,12、JHPZ-II型智能膨胀仪,13、XRD光谱仪,14、SEM扫描电镜电子显微镜,19,8.3,0,无结构形成,超细水泥,7.5,0,无结构形成,油井水泥,24.0,6.0,18-35,LTTD堵剂,样品,形成互穿网络结构时间 s,形成网络结构时承压能力 MPa,封堵强度,MPa,90测试,堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络构造，有效地滞留在封堵层内，不返吐。,LTTD堵剂性能,驻留性,20,堵剂界面胶结强度,代号,水灰比,一界面胶结强度,MPa,固化体长度,mm,LTTD,1.250,26.6,80,1.000,28.4,80,0.909,32.4,80,0.833,36.8,80,0.769,38.6,80,代号,水灰比,二界面胶结强度,MPa,固化体长度,mm,LTTD,1.250,30.76,51.34,1.000,34.56,53.68,0.909,35.48,56.46,0.833,39.78,60.38,0.769,40,62.24,21,几种堵剂界面胶结强度趋势曲线,LTTD堵剂,G级水泥,超细水泥,22,LTTD堵剂性能,施工性能,水灰比,密度,g/cm,3,600,300,AV,mPas,PV,mPas,YP,Pa,备注,0.769,1.650,135,83,67.5,52.0,15.5,0.833,1.572,104,61,52.0,43.0,9.0,1.000,1.350,65,36,32.5,29.0,3.5,1.250,1.264,40,22,20.0,18.0,2.0,1.667,1.220,26,15,13.0,11.0,2.0,23,LTTD堵剂配制的堵浆，配制容易，流动性好，悬浮稳定性强，可泵性好易于施工。而且只要不进漏失层，堵浆在套管内能长时间保持流动性，初终凝时间容易调整，根本不会出现闪凝现象，大大地保证了施工平安。,现场应用说明LTTD堵剂只要不进入漏失层，不会很快形成网络构造，具有很温和的性能，能长时间保持良好的流动性，这对现场施工十分有利。,24,LTTD堵剂性能,抗温性能,LTTD,堵剂,水泥,25,A B C D E,抗压强度MPa,矿化度对堵剂的影响,自来水,Ca,+,=150000mg/L,Mg,+,=1000mg/L,Cl,-,=150000 mg/L,总矿化度=270000mg/L,0,35,26,抗压、抗折、抗冲击功性能,27,微膨胀性能,28,在矿化度2510,4,mgL、95和150条件下养护 后测试结果,XX油田工况下强度实验,29,160,时,稠化时间：485min/60Bc,160时，50%堵浆+50%泥浆286min/60Bc,160时，70%堵浆+30%化学凝胶,321min/60Bc,160时，70%堵浆+30%无机盐压井液,386min/60Bc,稠化实验,30,动态养护条件下钢管堵剂界面处的浆体显微构造2000,堵剂-钢管胶结界面微观,构造再愈合能力5000,上图是动态养护条件下堵剂钢管-浆体界面处的样品的显微构造,界面处的浆体中散布着许多棒状钙矾石晶体。,以下图可以更明显地看到界面处的外表层被局部溶蚀后新生成的纤维状CSHII。,SEM测试结果说明，组成堵剂的各种活性材料的协同作用，防止了在胶结界面形成过多的易被冲蚀溶解的水化产物，在堵剂固化体胶结界面能够持续生成许多耐冲蚀的水化产物，具有很强的自愈合能力见图10，消除了界面的有害过渡带，使界面具有很强的抗高压流体冲蚀的能力，从根本上提高了封堵质量。,SEM微观研究,31,多孔介质中运移、驻留、抗窜机制,自增强、自增韧机制,作用机理,“再生自愈界面固化机制,耐温、抗盐机制,长期耐久机制,32,作用机理,堵剂进入封堵层后，能够通过特殊的机制，快速形成互穿网络构造，有效地滞留在封堵层内，具有很好的抗窜能力。,用于油水气井LTTD堵剂，在压差的作用下，组份中的构造形成剂迅速将堵剂的其它组份聚凝在一起，挤出堵浆中的局部自由水，从而快速形成具有一定强度的互穿网络构造，增大了封堵剂在漏失层中的流动阻力，限制了封堵剂往漏失层深部的流动。随着封堵剂的连续挤入，互穿网络构造的空隙不断地被充填，挤入压力不断上升，相邻的吸水较差的漏失层得以启动和封堵，保证了堵漏修复的可靠性和成功率。,33,作用机理,在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机组份的协同效应和化学反响，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微胀涨和有效期长的固化体。,施工完毕后，挤注过程中形成的封堵层中的胶凝材料在井下温度压力作用下，通过微晶材料、增韧剂和活性微细填充剂的协同增效作用，使界面上的水化反响产物，不再是造成界面强度薄弱晶体，而是具有高强度的水化产物，改变了界面过渡层的性质，增强了界面硬度和强度。由此形成了本体强度和界面胶结强度高的固化体，将周围介质结实地胶结为一个结实的整体，从而有效地进展油水气井封堵。,34,作用机理,在各种油水气井堵漏工况下，都能将周围介质胶结成一个结实的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高施工有效期。,堵剂中的微膨胀活性组分在与胶凝材料形成高强度水化产物的同时，通过自身的微膨胀作用进一步增强了界面胶结的严密程度，在封闭性的内压力作用下使堵剂微粒严密接触，形成的水化产物构造细密，水化反响充分，促进了固化体本体和界面胶结强度的提高。,35,作用机理,封堵剂固化体的本体强度优于油井水泥,构造形成剂本身是一种多孔的微细材料，能吸附大量的水分，在水化反响过程中能不断形成水化产物充填空隙，并放出吸附水，保证了界面水化反响的顺利进展。随着水化产物的不断发育，水化产物不断壮大，形成的本体构造不断增强，在封堵剂完全固化后，其本体强度优于油井水泥。,36,运用,“颗粒级配原理可提高固化体密实性，,对固化体长期有效性也有重要奉献,运用,“严密堆积理论开发,致密、低渗、高强的固化体,37,技术指标,界面胶结强度：15MPa,耐盐：2010,4,mg/l,抗温：15-200,0,C,初凝时间：可调,38,现场应用到达的技术指标,最低4h、最高26h,最低410,4,mgL、最高饱和盐水,最低10,0,C、最高163,0,C,最低15MPa、最高63MPa,抗压强度,温度,矿化度,稠化时间,39,常规性能,施工,工艺,应用案例,40,动态调整各种施工参数,2.,根据井下温度和压力,1.,根据封堵类型、特征,施工工艺,3.,根据吸水指数情况,空井筒平推施工工艺,下管具施工工艺,下封隔器施工工艺,循环封堵施工工艺,水泥塞,填砂,机桥,保护性施工工艺,施工工艺,41,水泥封窜技术,光油管,挤入法,封窜,施工工艺,42,水泥封窜技术,循环法封窜,施工工艺,43,水泥封窜技术,封隔器挤入法封堵,管柱结构,施工工艺,44,主要内容,案例,几点认识,45,现场应用情况,油水气井封窜堵漏堵水技术，在中原、冀东、青海、河南、塔里木、胜利油田等应用近1000井次，一次封堵修复成功率在90%以上，有效率100%。,33,85,258,防溢流井,填井,套损井,660,封窜堵漏井,46,施工的油井矿化度一般为16-2510,4,mg/l，,水井矿化度一般为6-1010,4,mg/l。,施工井的最高矿化度：29.810,4,mg/l。,施工井的温度最低是15，最高温度是163。,施工井的稠化时间：最短4h，最长26h。,施工井的井深：最浅182m、最深7036m。,现场应用情况,47,3289m-3393.5m井段严重套损,存在的问题,1、2021年7月，下电泵3232.87m，不出液，出现卡泵砂卡。检泵作业中发现套损，现场初步判井段H2780.63-4705.00m之间存在套损，地层大量出砂。,2、2021年9月24日-12月4日，找漏作业，发现该井3289m-3393.5m井段严重套损。,对应工艺措施,采取笼统封堵工艺，每钻开一段，井筒试压，找漏堵漏一体化施工该井可取式桥塞5308.47m。,1、套损井堵漏修复XX39-1),48,可取式桥塞5308.47m,3289m-3393.5m井段严重套损,施工情况：2021年12月10日-21日，分3次进展了封堵，共用堵剂24方。钻塞后20MPa试压合格。,3410m,1、套损井堵漏修复XX39-1),气举情况,2021年2月9日-13日，H2500m,累计出压井液26m33 。,生产情况,2021年5月24日前，自喷生产，日产液15t，日产油6.09t，含水59.37%，随后自喷未活关井；套损修复措施后，2021年2月14日，自喷生产，初期日产液平均20t，日产油16t，折扣含水20%左右；2-13年3月27日，准备转机采。,49,施工现场,50,2、封窜堵漏修复XX35-1),XX35-1井完钻井深5700 m，目前人工井底5688m，井底温度约129，地层矿化度17.9104mg/l，属高温高盐井。通过前期资料分析如图2所示，5480-5565米之间的套管固井质量不合格，再结合TMDL测井结果，可以判断该井产层上部100多米的水通过固井质量不合格的井段下窜到油层，导致含水率急速上升。,51,2、封窜堵漏修复XX35-1),2021年3月15日，现场配制7方堵剂，采取循环封窜施工工艺，将堵剂推入窜槽部位，起钻至平安位置，洗井后，再起5柱，关井蹩压25MPa侯凝72小时。钻塞后试压20MPa合格。,52,施工现场,53,3、层内堵水XX3-2-8H),存在的问题,目前生产井段高含水98%，低产能，疑心上次化学堵水失效，T油组顶部还有一定潜力，建议重新进展堵水作业。,54,3、层内堵水XX3-2-8H),工艺措施,1、补孔：下电缆传输深穿透射孔，射孔井段4878.04879.0m，孔密：16孔/米 ；,2、堵剂封堵,3、补孔：下传输射孔管柱带三级气举阀，射孔4875.04876.5m，孔密：16孔/米，生产。,补孔4878-4879m,55,3、层内堵水XX3-2-8H),现场施工,2021年3月26日，采取光管柱笼统封堵工艺，现场配制堵剂4方，施工压力30MPa。钻塞后20MPa试压合格。,现场施工,2021年3月26日，采取光管柱笼统封堵工艺，现场配制堵剂4方，施工压力30MPa。钻塞后20MPa试压合格。,现场施工,2021年3月26日，采取光管柱笼统封堵工艺，现场配制堵剂4方，施工压力30MPa。钻塞后20MPa试压合格。,生产情况,2021年4月20日，投产后，产液46吨，产油35吨，含水24.8%。,56,施工现场,57,4、水平井堵水XX16-16H),开钻日期：,完井日期：2006.6.23,投产日期：,水平段长：285m,完井方式：射孔完井,布孔方式：水平相位布孔,投产层位：CIII5小层,58,地质要求,4、水平井堵水XX16-16H),59,3 1/2钻杆3045m,2 7/8E油管500m,5 1/2K-1挤注式桥塞3545m,现场施工示意图,60,现场施工示意图,正注前置液2m,3,正注堵剂10m,3,正注后置液1m,3,下放插入插管,3,拔出插管,反循环洗井20m,3,起钻25柱,关井侯凝,61,2021年7月23日-25日 ，下传输射孔管柱，射孔层位C,井段4232.40-4300.00m,SQ89枪,102弹,孔密16孔/m,装弹901发,射孔枪发射率100%；,2021年7月26-27日，敞井观察,无气无液。,4、水平井堵水XX16-16H),62,施工前产液日115t、产水109.94t，含水95.6%,施工后投产，日产水18.7t，含水17%。,投产187天后，日产水3t，含水2.73%。,该井堵剂堵水后，见到很好的堵水效果。,4、水平井堵水XX16-16H),63,施工现场,64,5、连续油管水平井堵水XX4-19-1H),完井日期：2021.6.25,水平段长：438m,完井方式：套管完井,布孔方式：水平相位布孔,投产层位：CIII层,5230-5400m其中170m,5430-5625m其中195m,65,5、连续油管水平井堵水XX4-19-1H),措施要点,1、打水泥塞至5515-5625m左右，保护产层；,2、封堵5230-5515m射孔段；,3、扫塞5430-5508m射孔段，并补孔，求产。,66,5、连续油管水平井堵水XX4-19-1H),该井挤堵剂井段为水平井段且施工井段段长较长,且前期打过两次水泥未封堵成功。,67,现场施工示意图,正注前置液3m,3,正注堵剂8m,3,3,3,的同时将连续油管起至4750m。,继续起钻至4000m,并冲洗连续油管,m,3,关井侯凝,候凝完成后钻塞至5515m,全井筒试压P15不降/30min，以至合格。该井现在未恢复生产。,68,施工现场,69,现场应用,几点,认识,前言,70,该技术解决的问题,1、可以解决油田高温、高矿化度的封堵问题,由于该技术引入了耐温抗盐特殊机制，最高可以耐温到达180；抗盐到达饱和盐水。,2、可以解决油田管外窜、层间窜的问题,由于固井质量造成的管外窜以及层间胶结不好造成的层间窜，该技术可以通过窜入通道逆向进展封堵。,3、可以解决油田堵水的问题,对于单一的出水层或其它形式的出水问题，该技术由于其特殊的机制，进展封堵。,71,该技术解决的问题,由于该技术特殊的机制，在井筒内不会形成互穿网络构造，强度非常低，稠化时间任意可控，保证了施工的平安。,4、可以解决多层系的封堵问题,对于多层系的封堵，可以采取笼统封堵工艺，由于该技术的能快速形成互穿网络构造，智能封堵性很高，首先封堵低压层，建立起压差后，依次启动并封堵较高压力的层位。,5、可以解决封堵层被伤害的问题,该技术只要封堵半径在80cm左右，即可到达很好的封堵效果，在选择性补孔时，完全可以射开，有利于保护封堵层不被伤害。,6、解决了施工平安性问题,72,应用工况,封堵高渗透层位及裂缝,封堵废弃井填井,封堵管外窜、层间窜,封堵水层,封堵出砂及亏空层位,破损套管封堵修复,73,改进和完善,A,施工温度低于10,0,C的井,管外环空存在巨大空洞时的封堵修复工艺,先期油井水泥封堵失效的封堵修复工艺,各种工况下的施工工艺的完善和提高,B,C,D,74,完,(C)Copyright Sichuan,2002-2021,75,76,联系方式,李美格,皮渊戈,77,谢谢观赏！,78,2020/11/5,