封堵技术

一、套管封堵技术 该技术是针对炮眼的封堵技术，具有封堵强度大、用量少、工艺简单、有效期长等特点。 1、技术目的及用途 目前一般采用机械卡封或化学封堵的方法封堵高含水层。机械卡封法

所使用的封隔器受井况、油层温度和压力的影响较大。高温、高压的油藏条件，致使机械卡封有效期短、成功率低。化学封堵法主要是向目的层注入堵剂，但该方法存在堵剂用量大（平均每口井100m3以上）、费用高、有效期短以及工艺复杂等缺点。该技术是针对以上情况，研究的一种仅针对炮眼的封堵方法。 2、技术原理及指标 用聚丙烯酰胺悬浮液携带炮眼封堵剂注入油井射孔井段，聚丙烯酰胺悬浮液进入地层，炮眼封堵剂由于颗粒直径较大不能进入地层而过滤在油井与地层连通的炮眼处，经压实固化作用形成耐温耐压的坚硬栓塞将炮眼堵死。该技术封堵强度大于20MPa，平均每米射开井段用量仅80Kg；费用低；工艺简单；有效期长（目前最长有效期以达26个月，且继续有效）。特别是炮眼封堵剂具有只有在一定的压差作用下才能固化的特点，在现场施工时不存在出现作业事故的问题，避免了水泥封堵中存在的施工难度大、易卡管柱的难题。目前已形成高、中、低温三种系列，可满足不同温度地层的需要。 3、推广应用情况 该技术99年7月经管理局科委评定达到国内先进水平。自1997年8月至目前，在桩西、临盘、河口、胜采、纯梁等采油厂及华北油田、辽河油田共实施封堵炮眼井40口，工艺成功率97.1%，累计增油28232吨。投入产出比为1：9.6，取得了明显的经济效益。

-1- 二、超细水泥封堵技术 1、概述 据SPE的文章报道，在美国，大约有95%的堵水作业是用挤水泥的方法实施的，通常只有大约30％的成功率，原因是普通标准水泥的粒径太大，进入不了较小的缝隙。另据报道，在超细水泥问世后的最初９个月，有20多家作业公司在15个油气田上进行了上百次试验，根据81次作业的统计表明，成功率达94%。胜利油田井下作业公司对超细水泥在油田开发中的应用，在1993年开始立项研究，进行了充分的室内研究和性能检测，进行了150多井次的现场试验，这些试验分别在胜利油田的现河采油厂、胜利采油厂、江汉油田的清河采油厂、中原油田的采油四厂进行，成功率达到国外先进水平。研究成果于1996年2月6日通过了胜利石油管理局的验收，1997年12月15日通过了中国石油天然气总公司的鉴定。 2、超细水泥的主要特点 超细水泥是颗粒更加细化了的油井水泥，粒径为10µm左右。Ａ级超细水泥通过0.25mm窄小缝隙的通过量达到94.6%，而普通Ｇ级、Ｈ级的油井水泥的通过量仅为15%左右。细化了的油井水泥，其水化速度明显加快，析水量大大减少，抗压强度提高１倍，抗折强度提高１倍，结石的抗渗性提高14倍。此外，由于比表面积增大，水化程度提高，使水泥的利用率成倍提高。实践证明，超细水泥能坚固、长久地封堵套管外缝洞泄露，封堵射孔孔眼，封堵井间大孔道蒸汽窜、水窜、封堵边、底水推进，施工有效率达90%以上。 3、技术原理 当固井水泥环本身与套管接触的第一界面，或与地层接触的第二界面存在缝隙，油层套管的某一段存在微缝孔，分层开采油气井的某一段严重

-2- 水淹失去开采价值，油水层之间的薄夹层抵抗不住射孔振动或层间压力差作用而窜通时，最有效的方法是挤入油井水泥进行永久性封堵。普通油井水泥的颗粒90%以上大于53μm，相当一部分大于90μm，所以极难进入微小缝孔。超细水泥的最大粒径为20μm，且50%以上的粒径小于6μm，它能够进入0.15mm以上的微细缝孔，从而达到封堵的目的。此外，油井水泥还具有遇油不凝固的特性，所以它还具有选择性堵水的功能。 4、超细水泥封堵应用范围 （1）封堵已窜通的薄夹层。 （2）封堵蒸汽吞吐井大孔道，调整注汽产液剖面。 （3）封堵套管外窜槽。 （4）封堵套管裂缝与丝扣泄漏。 （5）在试油井永久性封堵已射开的上部水层，下返采油。 （6）整体封堵边水。 （7）封堵灰岩裂缝性地层。 5、结论 （1）超细水泥的粒径为10μm左右，比普通油井水泥53μm左右的粒径小得多。超细水泥通过0.25mm窄缝的通过量达95%左右，而普通水泥的通过量只有15%左右。 （2）超细水泥具有比表面积大，水化速度快，水化程度高等特点，水泥利用率比普通水泥约高1倍。 （3）水灰比同为2∶1时，A级超细水泥浆比普通水泥浆的析水率低1倍；超细水泥结石比普通水泥结石的抗压强度和抗折强度高1倍，抗渗性高14倍。 （4）从典型井例可以看出，用超细水泥进行封堵或调剖，有效期长，成功率高，增油降水效果好，可以大面积推广应用。 -3- 三、封层堵漏技术 1、概述 油田进入开发中后期时，稠油油藏、疏松砂岩油气藏、注水亏空油气藏以及蒸汽吞吐井形成的大孔道，由于采出程度比较高，地层近井地带形成很大亏空。目前地层压力与原始地层压力相比较下降很大，导致在施工过程中，洗井液只进不出，封堵施工时，堵剂很快滤失掉，泵压不起，封堵施工经常失败。针对以上情况，我们研究推广了以下几项封层堵漏技术。 2、前置固体堵漏+超细水泥封口技术 在挤水泥堵剂前，先将粒径较大的固体颗粒堵塞物用高压泵车送入地层近井地带，在地层的大孔道、大孔穴处形成一道漏失屏障，待施工的爬坡压力上升至5-8Mp时，再将封口的水泥堵剂挤入炮眼附近，达到完全封死地层的目的。目前常用的固体颗粒堵塞物有普通石英砂、树脂核桃壳、干灰砂、重晶石粉等。 3、前置液体堵漏剂+超细水泥封口技术 在挤水泥堵剂前，先将粘度较大的液体堵漏剂用高压泵车送入地层近井地带。在地层的大孔道、大孔穴处形成一道漏失屏障，待施工的爬坡压力上升至5-8MPa时，再将封口的水泥堵剂挤入炮眼附近，达到完全封死地层的目的。目前常用的液体前臵堵剂有稠泥浆、田菁液（CMC）、聚合物（聚丙烯酰胺）、悬浮液等。 4、固井车大剂量封堵技术 与常规水泥车封堵技术相比，固井车大剂量封堵有以下特点： （1）封堵半径大，常规封堵半径仅为1-2m，而固井车封堵有效直径可达5-8m。 （2）施工连续，施工时间短。由于固井车采用鼓风机送灰，液压搅 -4- 拌机搅拌，因而从灰浆配制到泵送至地层仅需十几分钟，配制的堵剂密度均匀，不会形成结块，并且配制的堵剂初、终凝时间可以根据井况及施工需要作出相应的调整，从而能确保封堵施工的成功率。 （3）剂量大，泵送排量大。由于可以连续施工，即边配制边泵送，并且泵送排量较常规水泥车封堵排量大很多，因而可以减少堵剂的滤失，达到有效封堵的目的。 5、可酸化凝固型堵漏技术 我公司新近开发的RF高效堵漏剂具有以下特点： （1）室内评价和现场施工表明：堵剂凝固强度高，且凝固强度可调；封堵体积大；抗盐抗污染能力强；施工简单、易操作；适用范围广，特别适应于漏失较严重的地层。 （2）现场应用证明，对漏失层的封堵效果好，特别对长裸眼漏失层，裂缝性地层漏失的封堵具有其他堵漏方法无法比拟的效果。 （3）封层堵漏施工具有可逆性，由于使用的堵剂所含固相酸溶率高，对油层不会产生永久性堵塞。当需要调整开发层系时，利用稀酸处理便可解放地层，达到重新开采的目的。 （4）使用的堵剂具有较强的封堵能力及封堵后体积不能缩小的特点， 与其他无机颗粒堵剂比较，在相同用量的情况下，封堵体积高于其他堵剂1-2倍。 堵剂技术指标 酸溶率：≥85％ 凝固强度：25MPa 抗温性：0-250℃ 悬浮稳定性：稳定时间≥15小时 封堵率：≥95% 凝固时间：8-16小时（可根据配方调整）

-5- 四、注水泥桥塞封层工艺技术 1、概述

部分井由于开发层系的调整，对某些层段需要进行封堵，而对另一些层段又需要进行保护，传统工艺采用高压封隔器进行施工，但在施工时存在以下问题： （1）压力高导致封隔器泻漏造成施工失败。 （2）挤完堵剂后在起管柱时，由于施工压力没有完全扩散，造成堵剂回吐，导致施工失败。 （3）施工井本身地层压力高，施工时井口有溢流，容易造成卡管柱等恶性工程事故。 （4）封堵层段与生产层段之间夹层厚度小，封隔器卡封位臵不准。 针对以上这些问题：我公司开发研究了一种新的井下工具——注水泥桥塞。该工具从根本上解决了封隔器施工时所存在的工艺难题，自95年在现场推广应用以来，在胜利、大港、河南、冀东等油田已获大面积使用，年施工井数达50多口井，工艺成功率在98%以上。 该工具的技术特点是：挤水泥桥塞工具由可钻式挤水泥桥塞、水泥挤注工具组成，座封方式采用电缆座封或管柱座封均可，其原理是先在挤水泥井段上部座封一个挤水泥桥塞，再将挤水泥工具用油管下入井内，插入桥塞，打开单留阀，使水泥经油管和桥塞下部挤水泥孔进入下部射孔层段。挤完水泥堵剂后，将插管提出桥塞，单流阀即可关闭，可立即进行反洗井。

-6- 2、封堵原理： 封下采上工艺原理示意图

油 管 套 管

上油层 桥塞插管 注水泥桥塞 封堵层

人工井底 施工步骤： （1）在封堵层与被保护油层之间打注水泥桥塞。下油管带桥塞插管

加压50-80KN插入，打开下部单流阀； （2）地面配臵堵剂，用水泥车经油管挤入； （3）堵剂流动顺序：油管→桥塞插管→桥塞下部挤水泥孔→下部封堵层； （4）带压提出插管，桥塞单流阀自行关闭。反洗井将桥塞以上的堵剂洗至地面，关井候凝； （5）钻掉桥塞。

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