油水井套管堵漏修復(fù)技術(shù)

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1、油水井套管堵漏修復(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(yán)重影響油水井的正常生產(chǎn)。套損井的出砂、出水、漏失，嚴(yán)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(jì)效益。目前，解決油水井因腐蝕和其它

2、原因造成的套管破漏穿孔問題主要采用常規(guī)無機(jī)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(fèi)用限制，許多油水井的漏失問題不能得到有效及時(shí)的解決，制約了油氣生產(chǎn)。以最常用的無機(jī)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(duì)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(shí)間長。2、堵劑形成的固化體脆性大，易收

3、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，縮短了施工有效期。3、堵劑適應(yīng)性和安全可靠性差，現(xiàn)場(chǎng)施工風(fēng)險(xiǎn)大。施工設(shè)備一旦出現(xiàn)問題造成時(shí)間延誤時(shí)，往往使施工無法進(jìn)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(jì)效益，我們重點(diǎn)針對(duì)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(qiáng)度高、有效期長的封固層的新型高強(qiáng)度微膨脹化學(xué)堵劑YLD-1，先后在文33-107井

4、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?jī)?nèi)容（一）堵劑材料的選擇及其功能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(qiáng)度的固化體。3、膨脹型活性填充劑，主要功能是強(qiáng)化堵劑固化體的界面膠結(jié)強(qiáng)度。4、活性微晶增強(qiáng)劑，主要功能是使固化體結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)化固化體本體強(qiáng)度和界面膠結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度。6、施工性能調(diào)節(jié)劑，主要調(diào)節(jié)堵劑的初終凝時(shí)間。（二）油水井破損套管化學(xué)堵漏技術(shù)對(duì)化學(xué)堵

5、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(dá)到下列性能：71、化學(xué)堵劑進(jìn)入封堵層后，能夠通過特殊的機(jī)制，快速形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效地滯留在封堵層內(nèi)。2、在井下溫度和壓力的養(yǎng)護(hù)條件下，通過有機(jī)和無機(jī)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(qiáng)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(gè)牢固的整體，與所膠結(jié)的界面具有較高的膠結(jié)強(qiáng)度，從而大大提高施工有效期。4、配制的堵漿流動(dòng)性和穩(wěn)定性好，擠注壓力低，固化時(shí)間易于調(diào)整。

6、5、堵劑固化體的本體強(qiáng)度優(yōu)于油井水泥。6、現(xiàn)場(chǎng)施工驗(yàn)收指標(biāo)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、駐留性和膠結(jié)強(qiáng)度研究現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明油水井封堵層的失效往往不是封堵層本身的強(qiáng)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(qiáng)度不夠。因此，在保證封堵層本體強(qiáng)度的基礎(chǔ)上（達(dá)到或超過水泥），通過強(qiáng)化封堵層與封堵界面的膠結(jié)強(qiáng)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(qiáng)度試驗(yàn)樣品號(hào)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

7、形成時(shí)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(xì)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(jìn)入漏層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(gè)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(jìn)入巖心后能夠在很短時(shí)間內(nèi)形成具有一定承壓能力的互穿網(wǎng)

8、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(qiáng)度大大提高，再加上堵劑的微膨脹作用，強(qiáng)化了界面膠結(jié)強(qiáng)度。表2封堵層的形成速度和強(qiáng)度試驗(yàn)樣品號(hào)封堵層形成時(shí)間s封堵層厚度mm封堵層粘接強(qiáng)度KPa備注化學(xué)堵劑283250.39油井水泥無封堵層形成00全部穿過模擬漏失層超細(xì)水泥無封堵層形成00全部穿