油田复杂井况找堵水配套工艺探讨
蔡伟
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蔡伟,. 油田复杂井况找堵水配套工艺探讨[J]. 石油科学研究,2021.3. DOI:10.12721/ccn.2021.158072.
摘要: 为提高油井堵水工艺的适应性、提高堵水工艺一次成功率,确保措施到层、提高综合效益,通过分析目前影响堵水工艺实施难度、实施效果的影响因素,针对性制定工艺攻关改进思路、工艺路线,在实践中进一步完善创新,丰富堵水工艺系列,切实提高工艺适应性与效益性,针对不同井况、储层特点开展针对性工艺创新研究应用,创新应用复杂井况找封窜、免钻塞化学堵水、可取式桥塞、堵酸综合应用等多项技术,确保两个剖面改善、提高水驱动用储量。
关键词: 复杂井况;配套工艺;找堵水
DOI:10.12721/ccn.2021.158072
基金资助:

1、存在问题

国内油田大都已已进入开发中后期阶段,综合含水升高,多层出水严重,管外窜槽造成油层出水,上述种种因素直接造成了油田开发难度的不断加大,油井生产综合效益降低。

为保证高含水期油井产量相对稳定,通常加大各类提液措施的实施力度,提液措施的实施有效缓解了产量下滑的压力,但生产压差的放大,也容易导致边水、底水和注入水推进速度加快,进而引起整个区块含水上升,而含水率的提升必然进一步加大剩余油采出难度。

多层出水严重。经过长期注水开发,油藏纵向和平面非均质性更加严重,层间矛盾加大,造成油井多层出水严重,给堵水工艺技术造成难题。

管外窜槽严重。发生管外窜槽后,分层采油和注水及分层改造措施无法实施,严重影响到油田的开采速度和最终采收率。

2、复杂井况下多种找堵水工艺集成应用

针对油田出水现状,复杂井况下找、堵水的困难,现阶段找堵水工作从找水、堵水两个方面入手,集中解决实际生产中遇到的难题。通过油井找、堵水,水井封堵高渗层等工艺技术应用,充分挖掘油田层间、平面潜力,为实现油田控水稳油。在实施过程中,坚持管理与思维创新,加大了新工艺、新技术引进、研究与应用工作。

(1)找水、找窜工艺技术

对于出水严重,且用动态分析方法无法确定出水或窜槽层位的油井,必须通过测井技术进行监测。近年来实施的找水找窜工艺有:井温找水、测C/O比、硼(钆)中子测井、一体化管柱找水、抽汲找水、气举找水、钆中子找窜、氧活化找窜等。针对在应用过程中存在的问题及地层情况的复杂性,工程技术人员对找水找窜工艺进行淘汰优化。经过优选,目前形成了行之有效的如气举找水、脉冲中子饱和度测井、氧活化找窜等适用于油田地质状况的找水找窜工艺。这些测试技术的创新应用提高了资料解释的准确性和可靠性,为下步堵水、封窜措施的成功实施提供了有力保证。

(2)复杂井况堵水工艺应用

在油水井堵水方面继续应用成熟化学堵水工艺的同时,对以下几个方面进行了提高与完善。

1、找窜、封窜工艺技术配套研究及应用

随着油田开发的不断深入,井况恶化问题日益突出,特别是一些老井,由于油层套管使用年限过长、固井水泥又没有完全封固油层套管,再加上射孔时的震动、开采过程中管理措施不当、分层高压作业、套管变形、破损等情况的发生,造成管窜,地层出砂、吐泥浆、出水,严重影响了油水井的正常生产。因此找出出水层位或窜槽层位,并进行有效的封堵措施,是油田高含水油井稳产增产一项非常重要的工作。

 1)堵剂的选择

①目前常用的无机颗粒型堵剂因颗粒直径均大于100 um,无法进入窄小缝隙及孔道,致使封堵半径小,有效期短。而微小的超细水泥颗粒粒径在10-20 um之间,能够穿透窄到6.35*10-3in2的开口,封堵岩石和地层,封堵任何靠近井眼的裂缝或沟槽。

②高强度复合堵剂具有悬浮性好、初凝时间长、凝固强度大、凝固后韧性好、粘度低、封堵效率高、有效期长等特点,并有一定的微膨胀性。用来堵水、封窜,易于现场控制,对时间要求不严格,施工管柱、井筒安全性高。

2)挤窜工艺

上部水层窜槽后,采用先补工程孔,达到射开窜槽水层的目的,然后填砂保护生产层位,再挤入水泥浆或堵剂达到封堵水层向生产层窜进的目的;这种封窜工艺,安全可靠性高,即使由于堵剂性能问题进入不了窜槽内,达不到封窜的目的,但堵剂的处理半径均在1.5m以上,也可将出水层位一次堵死,水层被封堵后窜槽自然也失去了意义。下部或两端水层窜槽后,采用先补工程孔,达到射开窜槽水层的目的,然后直接使用水泥浆或堵剂将水层、窜槽、生产层位一次堵死,最后对生产层进行二次补孔。

2、化学堵水免钻塞工艺技术及其改进

化学堵水现场施工一般为4-6小时,所用堵剂均为无机颗粒堵剂,由于堵剂的稠化、凝固作用,施工过程中具有一定的风险性。以往施工过程中顶替清水到位后,即起出化堵管柱,井筒内留有大量灰塞。

以往化学堵水存在的几点不足:以往化学堵水的后续作业工序需钻掉化学堵水施工留下的灰塞才能进行,因此以往化学堵水工艺存在着一些不足。主要有以下几个方面:

(1)、待挤堵层间存在套管变形的井,在施工后套管变形处以下无法钻铣,变形处以下层位将不能继续使用。

(2)、4寸套井,特别是悬挂4寸套井,化学堵水施工后钻塞特别困难。

(3)、井斜度在35°以上的井化学堵水后钻塞容易损伤套管。

(4)、待挤堵堵层为多个层位,且层间跨度大于200m的井,化堵需要分步进行,工序的复杂化、工具的消耗,增加了车辆使用、作业劳务的成本。

针对以往化学堵水施工过程中存在的问题,提出化学堵水免钻塞工艺技术的设想,主要从优选堵剂和现场施工方式的改进两个方面入手,取得化学堵水免钻塞工艺的成功。

(1)、堵剂的优选:进行室内实验,优选了化学堵剂,进一步提高了堵剂的稠化时间和初凝时间,堵剂被挤入目的层后能快速失水形成互串网架结构,但残留在井筒内的堵剂不会凝固,直接下放管柱可进行冲洗,达到不留塞的目的。

(2)、现场施工方式的改变:①、堵剂的配制:以往施工为现场配制堵剂,现场配制时间长、施工不连续,易造成堵剂在油管或套管内停留稠化,增加了施工挤入难度,甚至挤不进的问题;目前的做法是当现场施工工序准备好后,堵剂在配液站一次性配好后,使用罐车将其拉至现场,连续施工;②、顶替清水到位后直接下放管柱冲洗出井筒内全部堵剂。井筒内无堵剂,达到不留塞的目的。现场实施过程中,由于井下高温、高压、堵剂配制时间长等原因,造成堵剂在井筒内形成泥饼,下放管柱的过程中遇到了下放困难的问题。在化堵管柱上以尖钻头替代笔尖,在下放冲洗过程中,转动油管带动尖钻头可以破坏高温、高压形成的堵剂泥饼,以达到完全冲洗出井筒内残留堵剂的目的,实现化学堵水免钻塞的成功率100%。

3、认识与结论

复杂井况堵水工艺应用在现场取得了较好的效果,但仍存在一些不足,在项目实施过程中,我们认识到,要提高堵水效益,不仅要从工艺上进行改进,更重要的是强化剩余油认识、剖面分析。

(一)加大找水力度, 为堵水提供详实资料。测试找水层位准确,在动态分析无法确定出水层位时,实施测试找水认清出水层及潜力层,显著提高了堵水措施有效率,因此在今后的堵水措施实施前应加大测试找水力度,引进试验较先进的找水工艺技术。

(二)加大堵、酸结合力度。针对化学堵水、封窜、打塞等措施实施过程中,或者将生产层位一次封堵时的储层污染问题,下步将继续从堵酸结合入手,来提高措施效果、措施有效率。

 (三)增大高压注水井挤堵的处理半径。针对水井化学堵水有效期短的问题,下步准备从两个方面入手,以提高挤堵工艺的一次成功率,延长化学堵水有效期

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