南堡油田非选择性堵水工艺的应用

任屹 李俊卿 王力那 刘艳伟(.中国石油冀东油田公司南堡作业区,河北 唐山 06300；.中国石油华北油田公司采油一厂,河北 沧州 06550)

1 非选择性机械堵水工艺

非选择性堵水工艺是指采用封隔器、桥塞等井下工具对高含水层进行封堵的工艺，根据封堵层位在整个生产井段中的位置，机械堵水可分为桥塞单卡和封隔器双卡堵水工艺。

1.1 桥塞单卡

单卡堵水工艺适用于产水层位于生产井段下部的油井非选择性堵水，根据生产套管尺寸及井斜、井温等数据选用相应的桥塞，坐封于上部油层与下部水层中间的设计位置。通过坐封后桥塞胶筒扩张与套管内壁实现密封，从而对水层进行封堵。

1.2 封隔器双卡

当确定产水层位于生产井段上部或中部时，对于套管状况良好的井可采用封隔器双卡的方式封堵水层。该工艺需要的井下工具主要包括密封插管、封隔器等。

具体施工分为两步，首先在封堵目标层及下部生产层之间选取适当位置坐封带密封部件的封隔器；然后在目标层及上部生产层间坐封带有密封插管的封隔器。密封插管插入下部封隔器并保持卡封层段油管与套管的密封状态，实现封堵水层的目的。

2 非选择性化学堵水工艺

非选择性化学堵水工艺是指将一定的化学堵剂经油井注入到出水层段，通过堵剂在地层近井地带的物理化学变化实现封堵的技术。目前南堡油田非选择性化学堵水工艺主要采用以下三种堵剂体系。

2.1 油井水泥体系封堵工艺

该工艺采用G级油井水泥为主剂，根据施工要求添加一定比例的缓凝剂和降滤失剂。该体系特点是材料价格便宜，措施工序简单，成功率高，封堵半径小，承压低。该种堵剂体系一般适用于封堵井段跨度距离短、层段总厚度10m以内的地层。

施工方式为：第一，将经过试验评价的油井水泥、添加剂、清水按一定比例在地面配制成为具有一定比重和稠化时间等满足施工需要的水泥浆；第二，地面管线及井筒管柱试压合格后，关套管闸门，用柱塞泵车组将配置好的水泥浆经油管正挤入地层；第三，顶替水泥浆进入地层后反洗出多余灰浆，上提管柱关井候凝48h，下入适合套管尺寸的三牙轮钻头将井筒中凝固的水泥磨钻冲洗干净，对封堵层段进行试压，验证封堵效果。

2.2 复合堵剂

该工艺采用复合堵剂配方，主要成分为超细油井水泥、耐酸堵剂、无机填充剂、缓凝剂、降滤失剂、膨胀剂等。其特点是针对不同温度、渗透率地层可调整稠化时间、粒径等性能参数，可用于长跨度、大灰量及带封隔器保护上部层位的施工，应用范围较广，封堵半径可灵活调整，封堵后承压能力高于油井水泥体系。缺点是费用高，造成施工事故几率较高。

对于封堵井段上部层位的措施，其施工方式与油井水泥体系封堵工艺相同；对于需要保护上部油层封堵下部水层的油井措施，只需在施工管柱上增加适当的封隔器，坐封并验封合格后方可按上述施工方式完成封堵。

2.3 脲醛树脂体系

脲醛树脂堵剂体系主要成分包括合成脲醛树脂中间体及有机填充料。其特点是堵剂用量较小、承压强度高、施工后井筒处理简单等；缺点是价格高。施工方式与复合堵剂体系施工方式相近，不同点在于施工结束后无需洗井上提管柱，可直接候凝。

3 适用性及现场应用情况

上述各项非选择性堵水工艺，因工艺身特点，适用性差异主要表现在井斜、井温、堵水段跨度、层厚、封堵后承压范围、费用、施工场地限制等方面。具体来说，单卡适用于井斜0-90°，井温低于140℃，封堵段固井质量良好的油井，措施后井筒可承压15MPa，单井工具费用2-3万元；双卡适合于井斜0-60°，井温低于140℃，堵水段跨度小于200m，堵水段固井质量良好的油井，措施后可承压15MPa，单井施工工具费用3-5万元；油井水泥堵剂体系适用于井斜0-60°，井温120℃以内，井段跨度小于50m，层厚小于10m，固井质量良好的油井，措施后可承压0-10MPa，单井施工材料费用0.1-1万元；复合堵剂体系适用于井斜0-90°，井温低于120℃，堵水段跨度小于500m，层厚小于50m的油井，封堵后承压10-12MPa，单井施工材料费用6-20万元；脲醛树脂堵剂体系适用于井斜0-90°，井温低于120℃，堵水段跨度小于300m，层厚小于50m的油井，封堵后承压15MPa，单井施工材料费用10-40万元。

目前，上述非选择性堵水工艺均在南堡油田得到有效的应用。该油田2013-2014年共实施机械堵水78井次，其中单卡69井次，成功率98.5%，双卡9井次，成功率97.1%；实施化学堵水143井次，其中采用油井水泥体系封层堵水91井次，成功率98.9%，采用复合堵剂施工50井次，成功率88.0%，采用脲醛树脂体系施工2井次，成功率100%。

4 结语

（1）针对多层合采的大斜度井及水平井，缺乏配套的填砂保护工艺，常规沉砂填砂工艺在大斜度井段无法实施。

（2）在经济可行的情况下，井温高于120℃的深层非选择性化学堵水施工缺乏相应工艺。

（3）TD堵剂体系及脲醛树脂体系封堵效果良好，但面临原油价格持续下行，油田开发经营压力较大，需从堵剂及施工参数控制方面进一步改进工艺，降低成本。