油水井可堵可解封堵工艺在胡状集油田的研究与应用

油水井可堵可解封堵工艺在胡状集油田的研究与应用

刘烨

中原油田分公司濮东采油厂 河南濮阳 457001

摘要：近年来随着油田开发程度的不断深入，油田处于开发中后期，目前我厂产出液综合含水已达到94.3%，需求更多的层间或井网的调整。其中部分油藏埋深浅，物性好，胶结疏松导致地层易出砂，如胡5块S3上4中1、胡7-94块等；现有防砂技术无法保障开发井的正常生产，但还存在开发潜力。出砂层的暂闭封堵，成为避免储量损失的有效手段。本文主要通过对酸溶性堵剂的研究与优化实验，研制出一种高强度酸溶性堵剂体系，同时创新完善解堵配套工艺，形成了一种油水井酸溶性封堵体系封堵工艺技术，实现了油水井有效封堵及封堵层二次利用。

关键词：可堵可解 封堵 工艺 二次利用

1.存在问题

目前各类具有酸溶性堵剂体系，多用于固井与堵漏等施工，未见涉及封堵油气层高强度且具有较高酸溶性的封堵体系。主要存在两方面问题，一是封堵强度高、封堵层难以再次启用，二是酸溶性堵剂大多耐压强度低、有效期短，不适用于油气水井生产层的长期有效封堵。

2.主要技术概况

2.1技术思路

针对高含水层的封堵，为保障封堵的有效性及后续精细注采的要求，开展高强度酸溶性复合堵剂的研究，一是从堵剂的注入性、耐温性、悬浮性、固化时间、固化强度、酸解性等方面进行试验，研究配制出具有良好流动性、满足安全施工、具有较高封堵强度的堵剂。二是开展酸溶性成分的研究，研究一种在固化后具有较高强度，在特定酸性条件先迅速溶解，具有较高酸溶度的堵剂，达到酸解的目的，实现封堵层的再次启用，满足井网精细注采要求。三是开展酸溶性堵剂配套酸液体系研究，提高酸溶性堵剂的酸溶率。四是开展封堵配套工艺研究，丰富不同井筒条件的封堵工艺。

2.2高强度酸溶性堵剂体系的研究

酸溶性堵剂以无机封堵剂为主，加入一定比例的填充剂、结构增强剂、悬浮剂、缓凝剂等材料，通过对各类型材料进行性能试验；主要对粘度、初终凝时间、固化后强度、酸解度等方面进行试验，优选出适应现场应用，具有良好机械性能及酸解性能的酸溶性堵剂。

2.2.1主体剂

根据不同的地层物性、孔隙度、孔喉半径等选择不同粒径的油井水泥进行配伍性研究。油井水泥的粒径主要应用的有100~800目，不同粒径的水泥配制的堵剂性质均不相同，优选适应性范围广的油井水泥作为堵剂的主体剂。在硅酸盐水泥体系中，主要采用在硅酸盐水泥中掺加碳酸钙的方式来提高配制硅酸盐水泥浆的酸溶性。

2.2.2 填充剂

填充剂是一种由多种组分复配，是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石等就可以制得。填充剂的特点：①颗粒形状不规则，是多级分散粉体。②粒径分布较宽，平均粒径一般为5-10μm。其中所包含的碳酸钙和石膏均具有较好的酸溶性，酸溶率能达到90%以上。

2.2.3 增强剂

经过合成纤维性能指标对比，PP纤维具有良好的抗拉、抗张强度，应用范围广、易于得到，因此选择PP纤维为酸溶性堵剂性能增强剂。

2.2.4悬浮剂

水泥浆悬浮剂是用在水泥浆中阻止颗粒沉降、增加体系稳定性的一种油井水泥外加剂。经室内试验，悬浮剂添加为堵剂质量分数的10%时，在不同温度下，吸水率均小于5%，满足堵剂性能要求。

2.2.5缓凝剂

针对目前缓凝剂存在的问题以及与堵剂体系的适应性，优选HR-20型复合缓凝剂作为酸溶性堵剂的缓凝剂。为满足施工需要，堵剂稠化时间应大于4h，初凝时间大于6h，终凝时间小于24h，因此HR-20型缓凝剂用量范围为0.3%~0.5%满足需求。

2.2.6酸溶性堵剂性能试验

室内试验从堵剂的试验温度、稳定性、固化时间、体积变化、突破压力等方面进行。试验温度模拟井下2000m左右温度，取值90℃；稳定性主要观察配制好堵剂的分散性和均匀性，静置后观察析出水的体积来判定。具体情况见下表：

表1 酸溶性堵剂性能试验

经室内试验评价，酸溶性配制密度1.5-1.6g/cm³时，吸水率4%~5%，初凝时间大于6h，突破压力大于35MPa，膨胀系数1.06~1.1，满足封堵需求。

2.3 酸溶性体系确定和室内试验

通过对阻垢体系与胶凝剂的筛选研究，整体酸液体系具有对酸溶性堵剂较高的酸溶率，同时可确保整体的酸解效果。室内取配制好的堵剂与水按水灰比1:1.1配置堵剂灰浆，在常压下90℃养护至终凝，取出凝固好的水泥石，将边缘用砂纸打磨光滑，呈圆柱状。水泥石样品制备6个以上，进行编号。将制备好的水泥石样品称重，得重量W_前，分别放入不同浓度的酸液中，在不同温度下进行酸溶性反应。到达反应时间后，取出水泥石，晾干称重，得重量W_后。

按下式计算溶解度（%）

η_酸溶（%）=（W前-W后）/W前×100%

在静态条件下考察酸液体积：水泥石体积=20：1，反应时间为120min，不同温度和不同浓度酸液对水泥石溶解度的影响，结果见表3。

表2 堵剂溶解度试验

在静态条件下，30%浓度酸液对酸溶性堵剂有较大的溶解度，120min能溶解90%以上。

3 现场应用效果分析

3.1现场应用情况

2021年共实施酸溶性堵剂封堵施工17井次，其中酸解施工3井次。工艺成功率100%，措施有效率94.1%，累计增油3145t，累计降水19332m³。

3.2 效益分析

（1）累计投入作业333.2万元，材料费146.1万元，合计投入479.3万元。

（2）累计增油3145吨，按2631元/吨计，产值827.4万元；

（3）累增降水19332m³，产值77.3万元；

（4）实施一体化桥塞工艺11井次，节约作业费用82.5万元；

（5）总产值987.2万元，净效益507.8万元。

4 认识与结论

（1）高强度酸溶性堵剂的成功研制与应用，使堵剂具有较高的酸溶率的同时，具有较高的封堵强度，解决了油层在封堵后不易解堵的难题。

（2）酸溶性堵剂配套酸液体系的研究，解决了堵剂在酸解过程中易产生二次沉淀及残渣不易返排的难题，实现了酸解后油层渗透率高水平的恢复，为酸溶性堵剂有效酸解提供了保障。

参考文献

［1］姚晓.酸溶性水泥的室内研究.钻井液与完井液．1995，12（6）：40-43

［2］岳莉.合成纤维在混凝土中的应用［J］.合成纤维，2000，1（6）：16-23