南堡油田非選擇性堵水工藝的應(yīng)用

任屹 李俊卿 王力那 劉艷偉(.中國石油冀東油田公司南堡作業(yè)區(qū),河北 唐山 06300；.中國石油華北油田公司采油一廠,河北 滄州 06550)

1 非選擇性機(jī)械堵水工藝

非選擇性堵水工藝是指采用封隔器、橋塞等井下工具對高含水層進(jìn)行封堵的工藝，根據(jù)封堵層位在整個生產(chǎn)井段中的位置，機(jī)械堵水可分為橋塞單卡和封隔器雙卡堵水工藝。

1.1 橋塞單卡

單卡堵水工藝適用于產(chǎn)水層位于生產(chǎn)井段下部的油井非選擇性堵水，根據(jù)生產(chǎn)套管尺寸及井斜、井溫等數(shù)據(jù)選用相應(yīng)的橋塞，坐封于上部油層與下部水層中間的設(shè)計位置。通過坐封后橋塞膠筒擴(kuò)張與套管內(nèi)壁實現(xiàn)密封，從而對水層進(jìn)行封堵。

1.2 封隔器雙卡

當(dāng)確定產(chǎn)水層位于生產(chǎn)井段上部或中部時，對于套管狀況良好的井可采用封隔器雙卡的方式封堵水層。該工藝需要的井下工具主要包括密封插管、封隔器等。

具體施工分為兩步，首先在封堵目標(biāo)層及下部生產(chǎn)層之間選取適當(dāng)位置坐封帶密封部件的封隔器；然后在目標(biāo)層及上部生產(chǎn)層間坐封帶有密封插管的封隔器。密封插管插入下部封隔器并保持卡封層段油管與套管的密封狀態(tài)，實現(xiàn)封堵水層的目的。

2 非選擇性化學(xué)堵水工藝

非選擇性化學(xué)堵水工藝是指將一定的化學(xué)堵劑經(jīng)油井注入到出水層段，通過堵劑在地層近井地帶的物理化學(xué)變化實現(xiàn)封堵的技術(shù)。目前南堡油田非選擇性化學(xué)堵水工藝主要采用以下三種堵劑體系。

2.1 油井水泥體系封堵工藝

該工藝采用G級油井水泥為主劑，根據(jù)施工要求添加一定比例的緩凝劑和降濾失劑。該體系特點是材料價格便宜，措施工序簡單，成功率高，封堵半徑小，承壓低。該種堵劑體系一般適用于封堵井段跨度距離短、層段總厚度10m以內(nèi)的地層。

施工方式為：第一，將經(jīng)過試驗評價的油井水泥、添加劑、清水按一定比例在地面配制成為具有一定比重和稠化時間等滿足施工需要的水泥漿；第二，地面管線及井筒管柱試壓合格后，關(guān)套管閘門，用柱塞泵車組將配置好的水泥漿經(jīng)油管正擠入地層；第三，頂替水泥漿進(jìn)入地層后反洗出多余灰漿，上提管柱關(guān)井候凝48h，下入適合套管尺寸的三牙輪鉆頭將井筒中凝固的水泥磨鉆沖洗干凈，對封堵層段進(jìn)行試壓，驗證封堵效果。

2.2 復(fù)合堵劑

該工藝采用復(fù)合堵劑配方，主要成分為超細(xì)油井水泥、耐酸堵劑、無機(jī)填充劑、緩凝劑、降濾失劑、膨脹劑等。其特點是針對不同溫度、滲透率地層可調(diào)整稠化時間、粒徑等性能參數(shù)，可用于長跨度、大灰量及帶封隔器保護(hù)上部層位的施工，應(yīng)用范圍較廣，封堵半徑可靈活調(diào)整，封堵后承壓能力高于油井水泥體系。缺點是費(fèi)用高，造成施工事故幾率較高。

對于封堵井段上部層位的措施，其施工方式與油井水泥體系封堵工藝相同；對于需要保護(hù)上部油層封堵下部水層的油井措施，只需在施工管柱上增加適當(dāng)?shù)姆飧羝?，坐封并驗封合格后方可按上述施工方式完成封堵?/p>

2.3 脲醛樹脂體系

脲醛樹脂堵劑體系主要成分包括合成脲醛樹脂中間體及有機(jī)填充料。其特點是堵劑用量較小、承壓強(qiáng)度高、施工后井筒處理簡單等；缺點是價格高。施工方式與復(fù)合堵劑體系施工方式相近，不同點在于施工結(jié)束后無需洗井上提管柱，可直接候凝。

3 適用性及現(xiàn)場應(yīng)用情況

上述各項非選擇性堵水工藝，因工藝身特點，適用性差異主要表現(xiàn)在井斜、井溫、堵水段跨度、層厚、封堵后承壓范圍、費(fèi)用、施工場地限制等方面。具體來說，單卡適用于井斜0-90°，井溫低于140℃，封堵段固井質(zhì)量良好的油井，措施后井筒可承壓15MPa，單井工具費(fèi)用2-3萬元；雙卡適合于井斜0-60°，井溫低于140℃，堵水段跨度小于200m，堵水段固井質(zhì)量良好的油井，措施后可承壓15MPa，單井施工工具費(fèi)用3-5萬元；油井水泥堵劑體系適用于井斜0-60°，井溫120℃以內(nèi)，井段跨度小于50m，層厚小于10m，固井質(zhì)量良好的油井，措施后可承壓0-10MPa，單井施工材料費(fèi)用0.1-1萬元；復(fù)合堵劑體系適用于井斜0-90°，井溫低于120℃，堵水段跨度小于500m，層厚小于50m的油井，封堵后承壓10-12MPa，單井施工材料費(fèi)用6-20萬元；脲醛樹脂堵劑體系適用于井斜0-90°，井溫低于120℃，堵水段跨度小于300m，層厚小于50m的油井，封堵后承壓15MPa，單井施工材料費(fèi)用10-40萬元。

目前，上述非選擇性堵水工藝均在南堡油田得到有效的應(yīng)用。該油田2013-2014年共實施機(jī)械堵水78井次，其中單卡69井次，成功率98.5%，雙卡9井次，成功率97.1%；實施化學(xué)堵水143井次，其中采用油井水泥體系封層堵水91井次，成功率98.9%，采用復(fù)合堵劑施工50井次，成功率88.0%，采用脲醛樹脂體系施工2井次，成功率100%。

4 結(jié)語

（1）針對多層合采的大斜度井及水平井，缺乏配套的填砂保護(hù)工藝，常規(guī)沉砂填砂工藝在大斜度井段無法實施。

（2）在經(jīng)濟(jì)可行的情況下，井溫高于120℃的深層非選擇性化學(xué)堵水施工缺乏相應(yīng)工藝。

（3）TD堵劑體系及脲醛樹脂體系封堵效果良好，但面臨原油價格持續(xù)下行，油田開發(fā)經(jīng)營壓力較大，需從堵劑及施工參數(shù)控制方面進(jìn)一步改進(jìn)工藝，降低成本。