油水井堵水技术.doc

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1、油水井堵水技术一、概述（一）堵水技术的必要性1、开发层系调整的需要XXXXX油田的绝大多数油田是多层系开发。随着开发层系调整的进行，必然有许多老井需要封层或者封堵。2、二次开发封层封井的需要据XXX油田二次开发油藏工程方案部署，有130口井需要封层处理；有299口井需要弃置处理。这些都需要应用到封堵技术。3、油井堵水的实际需求通过初步调查摸底，我油田因套变、层间距离小等原因无法卡水以及层内出水井约400口井，其剩余储量达1000万吨以上需通过油井堵水技术治理。而目前我油田堵水措施年工作量均不足20井次，有效率在65%左右。相对美国陆上油田、

2、大庆油田等，堵水工作量明显偏少。4、封堵套管漏失的需求据统计，每年发生套管破损漏失的井数在50口左右，其中约一半可以通过封堵技术来修复。5、严重漏失井、高压井封堵要求统计显示，XXX油田每年有接近40口严重漏失井或高压井需要进行化学封堵，但常规堵剂和材料难以满足实际需要。如港6-29井由于1#、2#（厚度分别为6m、2.4m）出水导致高含水，由于出水层压力高，在92—99年该井曾应用TDG、石灰乳等堵剂进行5次堵水，均未成功。在南部油田，水井注水压力普遍在18到25MPa之间，需要封堵体系强度大于25MPa。6、层内大孔道治理、提高水驱效率

3、的需要尤其在XXXX地区，由于长期注水开发，大孔道窜流严重，大孔道的存在造成无效注水循环，增大水处理和注水费用。降低水驱波及体系和采收率。7、严重亏空井的封堵需求中北部地区由于含砂生产，造成近井地带严重亏空，现场需要能够满足严重亏空漏失井的封堵体系。（二）国内外研究现状从油水井堵水封层技术发展情况看，近几年国内其他油田在高强度堵剂的研究应用中已取得了很大进步，如华北的LC堵剂、中原的YLD无机固结型堵水技术，XXX油田的有机高强度堵水技术等，在应用中均取得了较好效果。套管堵漏方面，应用较多的是套管补贴、膨胀管和水泥封堵。这些技术都具有各自的

4、适应特点，不能完全解决生产实际需要，仍然存在部分井需要采用特殊化学堵剂封堵。近几年的实践显示，随着油井进入中后期，对化学封堵材料提出了更高的要求。如强度要求更高。防漏失性能更高，耐温性更高。由于封堵的目的不同和每口井的特殊要求，对堵剂和材料的品种和类型也提出了多样化的要求。针对以上需求开展了本项技术的研究。二、强造壁高强度复合封堵技术开发（一）强造壁高强度复合堵剂原理为了满足严重亏空、漏失、大孔道井的封堵要求，本项技术力求开发一种能够迅速在近井地带、亏空壁、大孔道、裂缝入口形成致密、网状薄壁的高强度体系。该堵剂具有很强的造壁性，当本堵剂浆体

5、在流动过程中遇到大孔道的地层骨架时，内含的造壁添加剂迅速在大孔道进口处（骨架表面）形成搭桥，在压差的作用下很快形成网状结构，浆体中不同粒径的可固结颗粒状物质随之填充网状结构的空隙，随着压差的不断增加和时间的推移，造壁层开始失水也在不断的增厚，并且堵剂中的纳米至微米级颗粒也在不断填充大颗粒之间的空隙，变成不能流动的紧密的状态，使造壁层的强度逐渐增加，同时防止了堵剂在固结过程中的收缩现象，直到最后能变成具有相当强度和韧性的石状固体。1、提高造壁性和韧性原理提高油井水泥的韧性可以通过加入各种纤维材料来实现,所加入的纤维有钢纤维、玻璃纤维、合成有机

6、纤维和碳纤维，这些纤维全都是直链单丝纤维。玻璃纤维具有强度高、耐高温、耐腐蚀、耐磨、尺寸稳定等;钢纤维韧性大,强度也高;合成有机纤维：抗拉强度高，吸收冲击的能力强,抗裂效果好;碳纤维：强度高、模量高、耐高温,碳纤维还具有极好耐蚀性能。天然纤维：枝链，不规则，强度低。图2-1强造壁原理示意图造壁性主要通过合成有机纤维+高枝链度的天然纤维来实现的。以合成有机纤维形成筋，以天然纤维形成网。见图2-1。2、提高强度和降低渗透性原理水泥是一个先天带有一定缺陷和微裂缝的脆性材料。水泥的孔隙越少、越小渗透性越低、强度越高。也就是建筑上的无宏观缺陷高性能混

7、凝土。为了尽可能减少孔隙数量，缩小孔隙直径，需要合理设计颗粒级配。课题组建立了以下级配填充模型。见图2-2。图2-2充填模型令A=R2/R1,B=R2/R1,x=r1/R1c0=4A2B2c1=-(8A2B+8AB2)xc2=(4A2-8A2B2-24A2B-24AB2+4B2)x2c3=-(24A2B-8A2+24AB2+18AB-8B2)x3c4=-(8A2B-4A2B2-4A2+10AB+8AB2-4B2)x4c6=2ABx6c0+c1+c2+c3+c4+c6=0（2-1）式2-1是一个高次非线性方程。可利用非线性方程的求解方法解出x

8、,则r1=R1•x（2-2）若等直径，则简化为1/6～1/7镶嵌规则。根据以上模型，筛选确定了油井水泥、超细水泥、微硅颗粒三元级配体系。颗粒级配见表2-1。表2-1油井水泥、超细