油水井二次固井封窜工艺的研究和应用

2011-04-13杨兆海刘慧敏岳传涛

科技传播 2011年7期

杨兆海，刘慧敏，刘震，岳传涛

中原油田采油四厂，河南濮阳 457172

0 引言

文南油田位于东濮凹陷中央隆起带文留构造南部次级地堑内，是一个异常高压、低渗、高饱和的复杂断块油气藏，固井难度大，完井后常出现固井质量不合格，表现在一、二界面固结质量差和存在管外窜槽等，完井后难以正常投产，需要二次固井。然而，由于水泥类固井材料粒径较大，二次固井使其很难再进入原固结质量差和管外窜等存在微空隙的部位，挤注难度大，施工安全性差，措施成功率低。

1 油水井二次固井封窜工艺

针对部分新井投产固井质量不合格，生产及测试过程中证实层间、管外窜槽严重，严重影响油井正常生产的状况，开展了油水井二次固井封窜工艺试验。

1.1 堵剂配方的改进

1）优选缓凝剂，控制堵剂初、终凝时间

文南油田所用堵剂为无机类堵剂，其主要成分为油井水泥，对无机胶凝材料来说，不同的粒径其水化速度是不同的，粒径越小，水化速度越快，其中粒径小于10µm，其水化速度最快，粒径大于90µm，只在表面水化，深部堵水剂的粒径绝大部分分布在15.2µm～25.4µm之间，所以水化速度也较快，而且架桥粒子可以通过引入活化剂使其具有潜在活性，这就加快了水化速度，因而必须引入一种有机抗缓凝剂，能够控制堵剂的稠化时间，在前置堵剂进入地层时稠化时间较长，能够深入地层，后置堵剂进入地层后，前、后段塞同时稠化凝结，快速高效封堵，提高封堵效果。

通过大量的配伍性实验，我们选择了木质素磺酸盐作为有机缓凝剂。它可在固液界面产生吸附，改变固体粒子表面的性质，它们能与架桥粒子中钙离子形成不稳定的络和物，在水化初期抑制了液相中钙离子的浓度，产生缓凝作用。我们可以通过调节缓凝剂加量，调节堵剂前、后段塞的初、终凝时间，使堵剂在地层内同时凝结，达到双凝封堵目的，提高封堵效果。

2）调节堵剂段塞粒径

对堵剂前、后段塞的粒径进行了改进，针对不同段塞选择不同的粒径。前置段塞采用粒径400目、稠化时间较长的堵剂，对出水层进行初步的封堵；主体段塞采用粒径为500目、稠化时间稍短的堵剂，进一步对出水层进行封堵；后置段塞采用粒径为600目、稠化时间快的堵剂，利用其水化速度快的优势，稠化后，控制堵剂的反吐，确保挤堵效果。

2 施工工艺改进

针对二次固井过程封窜剂挤注难度大，措施成功率低，在改进堵剂配方的同时，对施工工艺进行了改进优化。

2.1 扇区水泥胶结测井，精确窜槽位置

实施前扇区水泥胶结测井了解窜槽位置。扇区测井仪它能沿着套管整个圆周纵向、横向测量水泥胶结质量。可以灰度图的形式形象直观地显示套管和水泥环（第一界面）的胶结情况，准确地评价第一界面存在的槽道与孔洞的位置、大小及分布情况；可以精确评价水泥上返高度以及第二界面水泥胶结情况，有效检查固井质量及管外窜槽。

2.2 预处理目的层，保护非目的层

在窜槽位置上下打工程射孔，孔密设计8孔/m～12孔/m，对目的层段进行预处理。针对高温出水层，用清水彻底洗井脱气、降温，然后用10m3以上的活性水作为前置液挤入地层，以达到降温目的。针对高盐的出水层，用清水彻底洗井化盐，同时采用防盐处理剂对炮眼及近井地带的盐垢进行处理，用10m3以上的清水为前置液，用来隔离防盐处理剂与堵剂，从而提高了堵剂与炮眼、近井地带地层的胶结效果。填砂或注灰保护非目的层等手段以提高封窜剂的注入能力。

2.3 堵剂浓度梯度进行优化

现场施工设计以低-中-高-中浓度的设计原则，首先以低浓度的堵剂进入地层，对地层进行有效的深入封堵，同时保证封堵初期施工压力正常，不出现异常高压；其次以中、高浓度的堵剂对地层的近井筒地带进行高效快速的封堵，堵剂不会被地层反吐，同时保证封堵后堵剂的强度，延长封堵效果；最后以中浓度的堵剂封井，进一步完善挤堵效果。

2.4 典型井例

W72-426于2009.12.27新投后，地质分析认为该井射孔段固井质量不合格，待射层与水层窜通，决定对该井进行二次固井。该井待固井段深度3800m，井温125℃，井口压力10MPa，吸水压力39MPa，技术人员经过认真分析，采用密度1.90g/cm3的水泥浆2方顶替至3835m，上提管柱至3300m，坐井口，正挤1.60g/cm3的泥浆2方，关井候凝。该井钻塞后，SBT测试显示二次固井质量良好。