油水井破損套管堵漏修復(fù)技術(shù)

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1、油水井破損套管堵漏修復(fù)技術(shù)（勝利油田中利石油工程技術(shù)有限公司）前言勝利油田由于特殊復(fù)雜的地質(zhì)條件，加上長期的注水開發(fā)，特別是增壓注水，油水井破損現(xiàn)象十分普遍，井況惡化問題日益突出，特別是一些老井，由于油層套管使用年限過長，固井水泥又沒有完全封固油層套管，在套管自由段和封固段因腐蝕造成穿孔，再加上套管變形、破損等現(xiàn)象造成了地層出泥漿、出水，嚴重影響油水井的正常生產(chǎn)。套損井的出砂、出水、漏失，嚴重影響了油水井的正常生產(chǎn)，制約了部分采油工藝的應(yīng)用，加大了措施難度和投入，降低了油田開發(fā)水平及經(jīng)濟效益。目前，解決油水井因腐蝕和其它原因造成的套管破漏穿孔問題主要采用常規(guī)

2、無機膠凝材料堵漏和熱固性樹脂堵漏方法，以及部分換套大修工藝和內(nèi)襯小直徑套管等工藝技術(shù)。但這些技術(shù)常常由于受到使用效果、使用有效期和施工費用限制，許多油水井的漏失問題不能得到有效及時的解決，制約了油氣生產(chǎn)。以最常用的無機膠凝材料堵漏技術(shù)（如水泥般土堵漏技術(shù)）和熱固性樹脂堵漏技術(shù)（如尿醛樹脂堵漏技術(shù)）為例，對于油水井的化學(xué)堵漏修復(fù)而言，主要存在下列問題：1、堵劑不能有效地駐留在封堵層位，堵劑替至目的層后未凝固前就已漏失掉，造成堵漿注入量大，施工時間長。2、堵劑形成的固化體脆性大，易收縮，不能與周圍介質(zhì)形成牢固的界面膠結(jié)，在注采壓力的作用下使封堵失效，縮短了施工有

3、效期。3、堵劑適應(yīng)性和安全可靠性差，現(xiàn)場施工風險大。施工設(shè)備一旦出現(xiàn)問題造成時間延誤時，往往使施工無法進行，甚至發(fā)生事故。為了克服上述工藝的技術(shù)缺陷，更好地解決勝利油田油水井破損套管的修復(fù)問題，降低油水井生產(chǎn)作業(yè)成本，提高油氣開發(fā)經(jīng)濟效益，我們重點針對套管破損穿孔漏失等問題，開展了油水井化學(xué)堵漏技術(shù)的研究，研制開發(fā)出了能在漏失位置有效駐留，并能形成界面膠結(jié)強度高、有效期長的封固層的新型高強度微膨脹化學(xué)堵劑YLD-1，先后在文33-107井等10口井推廣應(yīng)用，新型油水井化學(xué)堵漏技術(shù)取得重大突破，顯示出良好的應(yīng)用前景。一、主要研究內(nèi)容（一）堵劑材料的選擇及其功能

4、1、結(jié)構(gòu)形成劑，主要功能是快速形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2、膠凝固化劑，主要功能是使化學(xué)堵劑形成高強度的固化體。3、膨脹型活性填充劑，主要功能是強化堵劑固化體的界面膠結(jié)強度。4、活性微晶增強劑，主要功能是使固化體結(jié)構(gòu)致密，強化固化體本體強度和界面膠結(jié)強度。5、活性增韌劑，主要功能是提高堵劑固化體的韌性，提高界面膠結(jié)強度。6、施工性能調(diào)節(jié)劑，主要調(diào)節(jié)堵劑的初終凝時間。（二）油水井破損套管化學(xué)堵漏技術(shù)對化學(xué)堵劑的性能要求根據(jù)油水井破損套管化學(xué)堵漏技術(shù)施工的特殊要求，所研究的化學(xué)堵劑必須達到下列性能：71、化學(xué)堵劑進入封堵層后，能夠通過特殊的機制，快速形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有

5、效地滯留在封堵層內(nèi)。2、在井下溫度和壓力的養(yǎng)護條件下，通過有機和無機材料的協(xié)同效應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，能夠在封堵層位形成抗壓強度高、韌性好、微脹漲和有效期長的固化體。3、在各種油水井破損套管化學(xué)堵漏技術(shù)工況下，都能將周圍介質(zhì)膠結(jié)成一個牢固的整體，與所膠結(jié)的界面具有較高的膠結(jié)強度，從而大大提高施工有效期。4、配制的堵漿流動性和穩(wěn)定性好，擠注壓力低，固化時間易于調(diào)整。5、堵劑固化體的本體強度優(yōu)于油井水泥。6、現(xiàn)場施工驗收指標為：油井15MPa，30min壓降〈0.5MPa；水井25MPa，30min壓降〈0.5MPa。（三）油水井破損套管化學(xué)堵漏劑的性能研究1、駐留性和

6、膠結(jié)強度研究現(xiàn)場實踐表明油水井封堵層的失效往往不是封堵層本身的強度不夠，而是與周圍界面不能形成良好的膠結(jié)，即膠結(jié)強度不夠。因此，在保證封堵層本體強度的基礎(chǔ)上（達到或超過水泥），通過強化封堵層與封堵界面的膠結(jié)強度和封堵層自身的韌性和致密性，是提高油水井化學(xué)堵漏有效期的技術(shù)關(guān)鍵。表1固化體膠結(jié)強度試驗樣品號互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成時間s網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成后的承壓能力MPa突破壓力MPa擊穿壓力MPa化學(xué)堵劑204.08.524.0油井水泥無網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成03.87.5超細水泥無網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成04.58.2從表1可以看出，所研究的化學(xué)堵劑與水泥相比具有截然不同的性能。水泥漿進入漏層

7、后不能形成具有一定承壓能力的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而且擊穿壓力很低，說明是由于水泥與外界的膠結(jié)界面存在一個結(jié)構(gòu)薄弱的過渡層，還有水化反應(yīng)后的收縮效應(yīng)的影響。而我們研究的化學(xué)堵劑YLD-1，由于引入了結(jié)構(gòu)形成劑和多種活性材料，堵劑進入巖心后能夠在很短時間內(nèi)形成具有一定承壓能力的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有利于堵漿在漏失層內(nèi)的駐留；而且由于活性材料與膠結(jié)固化材料形成的水化反應(yīng)，使界面過渡層硬度和強度大大提高，再加上堵劑的微膨脹作用，強化了界面膠結(jié)強度。表2封堵層的形成速度和強度試驗樣品號封堵層形成時間s封堵層厚度mm封堵層粘接強度KPa備注化學(xué)堵劑283250.39油井水泥無封堵層

8、形成00全部穿過模擬漏失層超細水泥無封堵層形成00全