作业挤压灰浆封堵封窜关键技术与施工应用

赵法武+王燕+张荣兵

摘要：随着油田开发的不断深入，油水井出现水淹层、油气枯竭层、套管损坏、套管外窜通等现象越来越严重，灰浆封堵封窜工艺措施的应用也越来越多。针对油水井出现水淹层、油气枯竭层、套管损坏、套管外窜通等問题，常利用液体压力挤压灰浆使之进入地层缝隙或多孔地层，或是利用液体输送灰浆在井筒套管内留一定长度的灰浆柱，从而实现封堵封窜。采油厂经过近年来不断探索，解剖分析每次施工，在优选封堵材料，拓展封堵技术，优化封堵方式方面，总结形成了一定的工作思路，从而达到灰浆封堵封窜施工规范化，收到了很好的应用效果。

关键词：油田开发；套损井治理技术；灰浆封堵封窜工艺；施工

针对目前套损井增加，治理难度大的情况，开展了套损井治理技术的研究与引进，取得一定成效。随着油田开发的不断深入，油水井出现水淹层、油气枯竭层、套管损坏、套管外窜通等现象越来越严重，灰浆封堵封窜工艺措施的应用也越来越多，经过近年来不断探索，解剖分析每次施工，总结形成了适合油区封堵封窜工作思路，即针对不同井筒状况（深度、吸水量、压力、温度、套管老化程度）、不同施工目的，规范出对应的封堵材料、用量及封堵方式，从而达到灰浆封堵封窜施工规范化，收到了很好的应用效果。

1 灰浆封堵封窜技术

灰浆封堵封窜技术就是利用液体压力挤压灰浆使之进入地层缝隙或多孔地层，或是利用液体输送灰浆在井筒套管内留一定长度的灰浆柱，从而实现封堵封窜的目的。灰浆封堵封窜主要是所施加的压力能使灰浆在炮眼以及孔道和裂缝处脱水，形成灰浆滤饼，而获得封堵成功。在地层压力高及中高温井中合理使用添加剂，可控制稠化时间在90-300min，使用灰浆添加剂能减小施工风险，提高封堵封窜成功率，它可分以下五种施工方式：高压挤灰浆技术，低压挤灰浆技术，封闭井口挤灰浆法，封隔器挤灰浆法，留灰浆塞技术。

2 灰浆封堵封窜技术探索与应用

2.1 优选封堵材料

2.1.1 超细水泥及添加剂的选用

针对封堵炮眼井段深、地层温度高、压力大、吸水量小，以及没有与之相配伍的缓凝剂、减阻剂、分散剂等添加剂，导致普通灰浆早凝固结油管，有时出现作业事故。引进使用超细油井水泥及配套添加剂，并结合油水井的井况进行了筛选和改进，在生产厂家做了室内试验，确定油区使用超细油井水泥粒径为450目，配套缓凝剂GH-2、降失水剂301，重量比为1-5%，目前已使用13口井，均取得良好效果。超细油井水泥是经粉碎细化后占总量95%的粒径不大于35μm的水泥，超细水泥按占总量95%粒径分为35（450目）、22（600目）、16（800目）、10（1200目）四个标号。它具有粒径小、比表面积大、水化速度快，通过窄缝能力强等特性，与G级油井灰浆比，其物理性能得到了改善和提高，悬浮性好、穿透力强，固结后抗渗透能力强，封堵强度更高，有效期更长。

2.1.2 高水膨胀成岩粉

由铝酸盐、铁铝酸盐、碳酸盐等矿物及调节剂混合研磨而成的粉末，缓凝时间长，固结中体积不缩小，适用于水泥返高以上，渗透性强，套管损伤严重，地层坍塌，需大剂量封堵的井，价格便宜，来源广。

2.1.3DH-07堵漏剂

该堵剂进入封堵层或套管破损位置后，能快速形成互窜网络结构，有效地滞留在封堵层内；在井下温度和压力养护条件下，通过有机和无机材料的协同效应和化学反应，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨涨和有效期长的固化体；应用界面固化胶结技术和固化体自膨胀技术，能将周围介质胶结成一个牢固的整体，与所胶结的界面具有较高的胶结强度，从而大大提高有效期；配制的堵浆流变性能好，固化时间可调，便于安全施工。

2.1.4ZY-QC-1堵剂

堵剂固化体超塑形变性好、抗断裂柔韧性好、蠕变性能好，具有显著的抗裂、抗渗、抗冲击、抗震、抗冲磨，使堵剂固化体韧性抗折强度提高10-15%以上；堵剂液浆触变性好，能在漏失位置有效驻留；堵剂固化体还具有一定的低高温均匀微膨膨胀性，常压下膨涨率在3-5%，使堵剂固化体充满套管外壁环行空间，从而克服了堵剂固化后体积收缩，造成堵剂固化体胶结质量差和诱发气窜的弊端；界面胶结强度高、有效期长；堵剂液浆低密度、流变性好易泵送；可用于10℃-150℃环境温度下油气水井套损堵漏。在施工过程中，地质、工艺、作业、采油等部门依据井况，反复论证，优选堵剂及封堵工艺，并加强现场监控指导，确保施工效果。2012年利用各类堵剂封堵治理套损井，施工井数及封堵有效率91%，累计增油3679吨。

2.2实施预堵封堵、解堵封堵，拓展封堵技术

针对封堵段吐砂严重，冲开砂随之又被埋掉的井，难以进行下步工序，经过研究试验，采用白灰膏预堵，即利用冲砂管柱冲开吐砂井段，立即挤入白灰膏，白灰膏进入地层缝隙后，与散砂胶粘固结，有效预防地层吐砂，为下步处理井筒，实施灰浆封堵奠定了基础。白灰膏价格便宜，来源广，在井筒中不固结，无施工风险，利用白灰膏预堵，实施预堵封堵井8口，成功率100%。针对待封堵段因结垢、污物堵塞等特低渗的井，灰浆难以挤入，无法达到预期效果，在处理完井筒后，首先利用酸液解除地层堵塞，提高渗透能力，然后注灰达到封堵目的，实施解堵封堵的井成功率100%。

2.3 依据封堵目的，优化封堵方式

封堵不同层系高含水层，解决层间干扰，最有效的方法是采用灰浆封堵高含水层，简化生产管柱，一是封上采下即封堵炮眼，二是封下采上即打灰浆塞。采用全井封堵，重射潜力层，由动态分析或各种测井方法解释有些小层动用程度差，剩余油相对富集，但在开采时往往因为纵向上含油层系多，夹层小无法卡封单采或油井斜度大卡封困难，为简化生产管柱，往往采取大井段、多层系井的全井封堵，然后重射潜力层。解决层内干扰，对管外层间窜槽的油井，采用挤入法和循环法进行封窜，全井封堵后采用避射的方法来解决层内干扰，它分为挤入法封堵套管外窜槽、插管注灰塞循环挤入法封窜。封堵套管漏失，对套管漏失，首先确定漏失具体位置，漏失类型，搞清漏失机理，然后采取相应措施，它分为封堵套管微缝与丝扣漏失、高压漏失水层封堵等。

3 认识

根据不同井况，优化封堵作业设计，进一步选择、试验筛选出与地区油层物性相配伍的封堵剂及各类添加剂，确保高温高压下初凝时间不小于2小时。下步要试验泵车管线上装流量计，以便准确计量入井液量。施工前按设计配方取样做灰浆性能小样初、终凝试验；对高温注灰层段，注灰浆前先充分洗井降温，试挤求吸水指数；对有溢流井，需进行压井；对关键施工步骤，进行风险分析，制定应对措施，遇到特殊情况，启动应急预案。

地层原因要求封堵的层段岩层致密，试挤压力高、吸水量小，挤注封堵工艺难以实施；层间干扰严重，对于水层、油层都已射开的井，如出水层压力高，停产或生产过程中水向油层倒灌，导致油层污染、水淹，这部分井实施封堵措施后需要长时间生产观察；封堵措施实施后，补孔生产层段是否真正为低含水层，有待与地质技术人员一起认真取样化验分析。井况复杂需要封堵的井大多数为老井、长期停产井，套变、腐蚀、结垢、落物等都不同程度影响封堵成功率；水平井封堵难题也有待于研究、试验。工艺原因对封堵层段认识不足，选择堵剂类型及用量不恰当，造成封堵效果不理想；封堵施工工序比较复杂，技术含量较高，出现小问题可能酿成大事故。endprint