KD-GWP4堵劑工藝探討

劉世恩，王金樹(shù)

(承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校 石油工程系，河北　承德　067000)

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KD-GWP4堵劑工藝探討

劉世恩，王金樹(shù)

(承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校 石油工程系，河北承德067000)

摘要：KD-GWP4堵劑具有膠結(jié)強(qiáng)度高、防止泥漿返吐、通窄縫能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在治理管外竄方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。分析了KD-GWP4堵劑工藝的選井原則，針對(duì)井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鉆塞困難、微裂縫難于封堵等特點(diǎn)，結(jié)合KD-GWP4堵劑的技術(shù)原理，開(kāi)展了不留塞封堵工藝、“微裂縫”堵漏工藝的研究與應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)取得了良好的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：KD-GWP4堵劑；封堵工藝；二次固井

勝利油田套損井以每年大約18%的速度增長(zhǎng)，造成注采井網(wǎng)不完善，綜合含水上升，嚴(yán)重影響了油田的生產(chǎn)。因此封竄工作量逐年加大，對(duì)封竄工藝提出了更高的要求。目前常用的水泥封堵工藝存在淺層套漏井封堵一次成功率低、側(cè)鉆井側(cè)鉆段封堵施工后鉆塞困難及多層段工序復(fù)雜等缺點(diǎn)。依據(jù)東辛油區(qū)的井下技術(shù)狀況，優(yōu)選了進(jìn)入地層能迅速建網(wǎng)和膠結(jié)強(qiáng)度較高的KD-GWP4堵劑封堵工藝。

1KD-GWP4堵劑封堵機(jī)理

KD-GWP4堵劑是由多種成分組成的類(lèi)似于凝膠材料的封堵劑，其主要成分包括不同粒徑的固相顆粒，膠凝時(shí)能形成不同結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形成劑、支撐劑和活性填充劑，有助于形成活性微晶的微晶增強(qiáng)劑和增韌劑以及凝膠固化劑等。KD-GWP4堵劑注入地層后，組分中的結(jié)構(gòu)形成劑在高壓作用下與該堵劑的其他成分凝聚在一起，迅速形成具有一定凝膠強(qiáng)度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，此時(shí)漿液中的自由水被擠出。形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的凝膠材料在井底高溫高壓作用下，通過(guò)堵劑各組分的協(xié)同作用，形成一種具有耐抗擊、耐高壓水流沖蝕的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體在水流沖蝕的動(dòng)態(tài)條件下具有自愈合能力，可以將周?chē)橘|(zhì)牢固地膠結(jié)為一個(gè)整體，形成本體強(qiáng)度和界面膠結(jié)強(qiáng)度都很高的固化體。此外，該堵劑在形成高強(qiáng)的固化體的同時(shí)，其成分中的微膨脹活性組分可以通過(guò)自身微膨脹作用進(jìn)一步增強(qiáng)界面的膠結(jié)強(qiáng)度，使得KD-GWP4堵劑的組分在封閉性的內(nèi)壓力作用下反應(yīng)更充分，顆粒膠結(jié)得更緊密，固化體的膠結(jié)強(qiáng)度更高。圖1為掃描電鏡下普通水泥和KD-GWP4固化體膠結(jié)界面微觀結(jié)構(gòu)圖片。

從圖1中可以看出，KD-GWP4固化體在井下條件下形成的膠結(jié)界面具有更致密的微觀結(jié)構(gòu)，因此在防止泥漿返吐、治理管外竄(二次固井)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2適用井況

由于KD-GWP4堵劑具有進(jìn)入地層形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)迅速、阻止泥漿返吐、膠結(jié)強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、通窄縫能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此將該工藝主要用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)井側(cè)鉆段堵漏、各產(chǎn)層之間發(fā)生套管外竄進(jìn)行二次固井、套管存在微裂縫漏失及絲扣漏失井的封堵。

3施工工藝

針對(duì)井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鉆塞困難、微裂縫難于封堵等特點(diǎn)，結(jié)合KD-GWP4堵劑的技術(shù)原理，開(kāi)展了不留塞封堵工藝、“微裂縫”堵漏工藝的研究與應(yīng)用。

1) 不留塞封堵工藝[1]：由于側(cè)鉆井特殊的井身結(jié)構(gòu)影響，側(cè)鉆井段堵漏后鉆塞過(guò)程中易造成套管磨損嚴(yán)重、套管變形等問(wèn)題。很多側(cè)鉆井封竄后鉆塞時(shí)，因套管問(wèn)題，需要多次改換鉆頭工具，平均延長(zhǎng)作業(yè)周期2～3 d，甚至有些井多次處理無(wú)效后，只能交大修封井，作業(yè)成本高。針對(duì)側(cè)鉆堵漏井段采用不留塞封堵工藝，下注灰管柱注完KD-GWP4泥漿體系后，在井筒內(nèi)不留水泥塞，直接沖出井筒內(nèi)的多余泥漿，候凝48 h后試壓驗(yàn)證封堵效果。

典型井例：永3側(cè)48于2013年6月投產(chǎn)，生產(chǎn)沙二9(2)-9(6)層位于2 180.3～2 199.3 m，開(kāi)井投產(chǎn)后一直含水100%，同位素測(cè)井發(fā)現(xiàn)同位素上竄至2 175 m，說(shuō)明該生產(chǎn)層與水淹較嚴(yán)重的沙二9(1)(層位2 175.9～217 9 m，含水飽和度71.9%)竄通，決定二次固井(管外竄)。由于二次固井井段位于側(cè)鉆井段，并且試擠壓力較高(17 MPa)，所以決定采用KD-GWP4泥漿體系進(jìn)行不留塞封堵工藝。

工藝過(guò)程如下：下注灰管柱注入比重為1.5的KD-GWP4堵劑10 m3，施工過(guò)程中泵壓由0升至18 MPa，然后直接沖出井筒內(nèi)多余的泥漿，上提管柱至水淹較嚴(yán)重的沙二9(1)上方2 000 m處，關(guān)井侯凝48 h后，用聲波變密度測(cè)井檢驗(yàn)固井質(zhì)量結(jié)果為良好。射孔生產(chǎn)沙二7(4)-9(5)：2 115.9～2 196.8 m。開(kāi)井后采用44管式泵×3m×3次的工作制度，日產(chǎn)液18.8 m3，其中含水56%，日產(chǎn)油8.27 t，目前已累計(jì)增油986.7 t。不留塞封堵工藝施工及生產(chǎn)變化曲線如圖2所示。

2) “微裂縫”堵漏工藝：采用常規(guī)封堵工藝封堵套管微裂縫漏失主要存在以下問(wèn)題：堵劑材料難以到達(dá)漏失層位，堵漏材料不能形成高強(qiáng)度、大體積的固結(jié)體，堵漏材料封堵質(zhì)量差，堵漏工藝所需施工壓力高等。室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)價(jià)得出600目KD-GWP4堵劑粒度分布累積曲線D95≤22 μm，比表面積≥16 000 cm2/cm3，通過(guò)0.15 mm窄逢能力達(dá)到90%，說(shuō)明KD-GWP4堵劑具有較好的流動(dòng)性，具有狹小縫隙的能力，所以在封堵套管微裂縫漏失中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此可以采用KD-GWP4“微裂縫”堵漏工藝進(jìn)行封堵微裂縫及絲扣漏失。

典型井例：YAA66C15于2014年7月18日投產(chǎn)，生產(chǎn)沙二7(3)：1 538～1 539 m，開(kāi)井一直含水100%，通過(guò)測(cè)井溫和封隔器驗(yàn)漏驗(yàn)證1 470～1 518 m存在絲扣漏失，試擠壓力較高(18 MPa)，應(yīng)用600目KD-GWP4泥漿體系進(jìn)行“微裂縫”堵漏工藝堵漏。

工藝過(guò)程如下：下注灰管柱注入比重為1.5的泥漿0.8 m3，施工過(guò)程中泵壓為19 MPa，候凝后試壓合格。開(kāi)井后采用56管式泵×3m×3次的工作制度，日產(chǎn)液33.9 m3，含水97.5%，日產(chǎn)油0.84 t，“微裂縫”堵漏后其含水變化曲線如圖3所示。

4現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

根據(jù)KD-GWP4堵劑的性質(zhì)及技術(shù)原理，針對(duì)不同的井況，采用相應(yīng)的配套封竄堵漏工藝，2014年使用KD-GWP4堵劑配套堵漏工藝共實(shí)施8井次，措施成功6井次，成功率為75%，通過(guò)已施工的8口井?dāng)?shù)據(jù)分析得出封堵措施初期單井平均增油3.5 t /d，累計(jì)增油140 t/井，總增油920 t。

應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意油井井況千差萬(wàn)別，每口油井都有自己的特點(diǎn)，因此針對(duì)不同的井況，要將堵劑的技術(shù)原理與套竄井的生產(chǎn)情況、井史、井下技術(shù)狀況等資料結(jié)合起來(lái)，全面分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、科學(xué)施工，不斷完善封竄堵漏配套工藝，提高封堵效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]紀(jì)振云,苗勇.不留塞封堵技術(shù)在東辛油區(qū)的研究及應(yīng)用[J].科協(xié)論壇(下半年)，2011(2):22-23.

[2]汪平,雷霆,袁維漢.套管破損化學(xué)堵漏技術(shù)的研究應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2006(4):83-84.

[3]費(fèi)二戰(zhàn),賀海洲,王衛(wèi)忠.油房莊油田套損機(jī)理分析及治理技術(shù)[J].內(nèi)江科技，2010(2):150-151.

KD-GWP4 Plugging Agent Technology

LIU Shi-en, WANG Jin-shu

(Department of Petroleum Engineering, Chengde Petroleum College,

Chengde 067000, Hebei, China)

Abstract:KD-GWP4 blocking agent has the characteristics of high bond strength, preventing mud spitting back, strong in getting through the slit etc. It has a unique advantage in channeling governance tube. In this paper, the principle of selecting the KD-GWP4 blocking agent is analyzed, and the characteristics of the complex of the well body structure, the difficulty of the drilling and the difficulty of the micro cracks are also analyzed. Based on the principle of KD-GWP4, the research and application of the sealing technology and the application of “micro cracks” are carried out.

Key words:KD-GWP4 plugging agent; sealing process; two cementing

作者簡(jiǎn)介：劉世恩(1977-)，男，山東東營(yíng)人，承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校石油工程系工程師，主要從事油田相關(guān)技術(shù)服務(wù)工作。

收稿日期：2015-09-09

中圖分類(lèi)號(hào)：TE358

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-9446(2015)06-0019-04