封堵水工艺技术研究及应用:带压开孔封堵工艺介绍
摘 要:随着油田开发的不断深入及开发年限的不断延长,以及多油层开采年限增长,对注水开发、多层开采的油田,油井产量逐步递减,油层含水逐步上升,还有地质条件、层间差异、工程因素的影响造成管外层间串通,通过对卡封堵水工具和堵剂方面的研究,以及通过对封水工艺技术难点的分析对比,采用机械水泥承留器、四机赛瓦桥赛、井筒内填砂、注水泥塞、挤水泥封堵水综合配套应用封水,为油田稳产和开发方案的实施开创了新思路。
关键词:套变井 填砂 注水
中图分类号:TE358 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0059-02
1 现状分析
注水开发的油田开发到中后期综合含水会越来越高;注水开发的油田,多层开采,层间差异大;多层见水:注入水、边水、底水、上层水、下层水和夹层水引起多层见水;由于固井质量不高或其它因素造成管外或层间串;油井套变严重影响了卡封堵水工艺措施的实施。
2 工艺技术研究
2.1 对堵剂的选择
根据以往挤水泥封层的经验及性能的检测,我们选择G级油井水泥,对油井水泥的物理性能要求有以下几点。
(1)细度:用4900孔/cm2的筛子过处理筛,筛余量不超过15％;(2)凝固时间:按水泥质量加水50％,所得水泥浆的凝固时间应符合冷井水泥或热井水泥规定的初凝和终凝时间。整个施工作业必须保证在水泥浆初凝以前完成,一般要求是小于初凝时间的75％;(3)流动性:水泥浆要有较好的流动性。流动性好,流动阻力小,可提高水泥浆的挤注质量。(4)体积安定性:以标准稠度配成水泥试样,用煮沸法试验,体积变化必须均匀;(5)失水:水泥浆的大量失水将引起急剧稠化,降低流动性,易在井壁形成水泥饼,严重者造成卡钻和憋泵,特别是在松软和渗透性好的地层。低失水是优质水泥的一项重要指标;(6)抗压强度:是指按水泥质量加50％水,成型后48h的抗压强度19.6MPa。
2.2 封堵工具选择
针对见水或水淹层位压力高,油井套变,选择机械水泥承留器、WBM桥赛做为主要卡封堵水工具。所选工具结构特点技术参数满足了目前卡封堵水工艺技术要求。
2.2.1 机械水泥承留器
(1)结构特点。
结构紧凑,可以实现小夹层的封隔;一幅对装整体卡瓦,使它能承受较高的上、下压差,最高承压75MPa,可以用来封堵高压水层,进行高压注水作业;适用所有硬度等级的51/2″套管,适用于工作温度177℃的工况;棘轮锁环保持座封负荷,保证压力变化下仍可靠座封;最大外径108mm,适用于变形量≤10mm的51/2″所有套管;三节不同硬度的胶筒和浮动金属支撑环组成可靠的密封系统;整体式卡瓦避免中途坐封且易于钻除;压力平衡阀的开、关由地面控制,从而更方便、可靠;可直接用机械坐封工具坐封;机械坐封工具自带插管,机械水泥承留器的坐封和插管的下入一趟管柱可完成。
(2)技术参数如表1。
2.2.2 WBM桥塞
(1)结构特点:结构紧凑,可以实现小夹层的封隔;(2)一幅对装整体卡瓦,使它能承受较高的上、下压差,最高承压70MPa,可以用来封堵高压水层,进行高压封堵水作业;(3)适用所有硬度等级的51/2″套管,适用于工作温度177℃的工况;单胶筒和平滑的金属背圈组成可靠的密封系统;棘轮锁环保持座封负荷,保证压力变化下仍可靠座封;最大外径108mm,适用于变形量≤10mm的51/2″所有套管;整体式卡瓦避免中途坐封;铸铁结构和释放环易于钻除。
2.3.2 技术参数如表2
3 封堵水工艺技术研究及创新点
采用机械水泥承留器、四机赛瓦桥赛、井筒内填砂、注水泥塞、挤水泥封堵水综合配套应用封水。
3.1 管外封串堵水
串层中间座封桥赛分隔串层+串层上部座封机械水泥承留器向管外串槽间挤水泥封串堵水。
3.2 管内卡封堵水
(1)应用机械水泥承留器对套管变形量≤10mm的井,实施封上采下、封下采上工艺;(2)应用机械水泥承留器+WBM桥塞配套使用,对套管变形量≤10mm的井实施封两头采中间、挤封中间采两头工艺;(3)应用机械水泥承留器+填砂打水泥塞配套使用,对10mm≤套管变形量≤30mm的井实施封两头采中间工艺;(4)应用机械水泥承留器+填砂挤水泥配套使用,对10mm≤套管变形量≤30mm的井实施挤封中间层采两头工艺。
4 工艺技术措施
4.1 管外封串堵水
管外封串堵水技术就是先找准串层,然后在欲封堵层段挤入一定量的水泥浆,使水泥浆进入欲封堵串槽内,利用水泥浆凝固达到封堵串槽堵水的目的。常用的找串方法如下。
(1)声幅测井找串,是根据声波幅度衰减在测井曲线上的变化来判断串槽井段的,当套管外水泥环与套管、水泥环与地层胶结程度发生变化时,声幅测井曲线也发生相应的变化。(2)封隔器找串,封隔器找串是下入单级或双级封隔器至欲测井段,然后挤注清水,在地面测量套压变化或套管溢流量的变化,若套压变化或套管溢流量变化超过定值,则可以定为该井段串槽。(3)同位素找串,向井下地层挤入含有放射性元素的工作液,再测得井下的放射性曲线。通过放射性曲线与未挤含有放射性元素工作液前的自然放射性曲线相比较,来判断地层的串槽情况。
4.2 挤水泥封串堵水
先在两串层中间座封桥赛从管内将串层分割开,然后在串层上部座封机械水泥承留器,插入水泥承留器插管,从上部串层挤入一定量水泥浆到管外进入下部串层,挤水泥浆完毕,拔掉插管,水泥承留器阀体关闭,串层内水泥浆承受高压候凝封堵串层,避免了高压挤入串槽的水泥浆倒流造成封串堵水失败的弊端,候凝结束钻掉井筒内水泥承留器、水泥、桥赛,以达到封管外串堵水的目的,此封串堵水法即保护了上部套管及射孔固井段,又提高了挤水泥封串的成功率,同时,可以避免固死油管的可能发生,安全可靠,经济实用。