KD-GWP4堵剂工艺探讨

刘世恩，王金树

(承德石油高等专科学校 石油工程系，河北　承德　067000)



KD-GWP4堵剂工艺探讨

刘世恩，王金树

(承德石油高等专科学校 石油工程系，河北承德067000)

摘要：KD-GWP4堵剂具有胶结强度高、防止泥浆返吐、通窄缝能力强等优点，在治理管外窜方面具有独特优势。分析了KD-GWP4堵剂工艺的选井原则，针对井身结构复杂、钻塞困难、微裂缝难于封堵等特点，结合KD-GWP4堵剂的技术原理，开展了不留塞封堵工艺、“微裂缝”堵漏工艺的研究与应用，现场取得了良好的应用效果。

关键词：KD-GWP4堵剂；封堵工艺；二次固井

胜利油田套损井以每年大约18%的速度增长，造成注采井网不完善，综合含水上升，严重影响了油田的生产。因此封窜工作量逐年加大，对封窜工艺提出了更高的要求。目前常用的水泥封堵工艺存在浅层套漏井封堵一次成功率低、侧钻井侧钻段封堵施工后钻塞困难及多层段工序复杂等缺点。依据东辛油区的井下技术状况，优选了进入地层能迅速建网和胶结强度较高的KD-GWP4堵剂封堵工艺。

1KD-GWP4堵剂封堵机理

KD-GWP4堵剂是由多种成分组成的类似于凝胶材料的封堵剂，其主要成分包括不同粒径的固相颗粒，胶凝时能形成不同结构的结构形成剂、支撑剂和活性填充剂，有助于形成活性微晶的微晶增强剂和增韧剂以及凝胶固化剂等。KD-GWP4堵剂注入地层后，组分中的结构形成剂在高压作用下与该堵剂的其他成分凝聚在一起，迅速形成具有一定凝胶强度的网架结构，此时浆液中的自由水被挤出。形成的网架结构的凝胶材料在井底高温高压作用下，通过堵剂各组分的协同作用，形成一种具有耐抗击、耐高压水流冲蚀的结构体，该结构体在水流冲蚀的动态条件下具有自愈合能力，可以将周围介质牢固地胶结为一个整体，形成本体强度和界面胶结强度都很高的固化体。此外，该堵剂在形成高强的固化体的同时，其成分中的微膨胀活性组分可以通过自身微膨胀作用进一步增强界面的胶结强度，使得KD-GWP4堵剂的组分在封闭性的内压力作用下反应更充分，颗粒胶结得更紧密，固化体的胶结强度更高。图1为扫描电镜下普通水泥和KD-GWP4固化体胶结界面微观结构图片。

从图1中可以看出，KD-GWP4固化体在井下条件下形成的胶结界面具有更致密的微观结构，因此在防止泥浆返吐、治理管外窜(二次固井)具有独特的优势。

2适用井况

由于KD-GWP4堵剂具有进入地层形成网络结构迅速、阻止泥浆返吐、胶结强度高、流动性好、通窄缝能力强等优点，因此将该工艺主要用于复杂结构井侧钻段堵漏、各产层之间发生套管外窜进行二次固井、套管存在微裂缝漏失及丝扣漏失井的封堵。

3施工工艺

针对井身结构复杂、钻塞困难、微裂缝难于封堵等特点，结合KD-GWP4堵剂的技术原理，开展了不留塞封堵工艺、“微裂缝”堵漏工艺的研究与应用。

1) 不留塞封堵工艺[1]：由于侧钻井特殊的井身结构影响，侧钻井段堵漏后钻塞过程中易造成套管磨损严重、套管变形等问题。很多侧钻井封窜后钻塞时，因套管问题，需要多次改换钻头工具，平均延长作业周期2～3 d，甚至有些井多次处理无效后，只能交大修封井，作业成本高。针对侧钻堵漏井段采用不留塞封堵工艺，下注灰管柱注完KD-GWP4泥浆体系后，在井筒内不留水泥塞，直接冲出井筒内的多余泥浆，候凝48 h后试压验证封堵效果。

典型井例：永3侧48于2013年6月投产，生产沙二9(2)-9(6)层位于2 180.3～2 199.3 m，开井投产后一直含水100%，同位素测井发现同位素上窜至2 175 m，说明该生产层与水淹较严重的沙二9(1)(层位2 175.9～217 9 m，含水饱和度71.9%)窜通，决定二次固井(管外窜)。由于二次固井井段位于侧钻井段，并且试挤压力较高(17 MPa)，所以决定采用KD-GWP4泥浆体系进行不留塞封堵工艺。

工艺过程如下：下注灰管柱注入比重为1.5的KD-GWP4堵剂10 m3，施工过程中泵压由0升至18 MPa，然后直接冲出井筒内多余的泥浆，上提管柱至水淹较严重的沙二9(1)上方2 000 m处，关井侯凝48 h后，用声波变密度测井检验固井质量结果为良好。射孔生产沙二7(4)-9(5)：2 115.9～2 196.8 m。开井后采用44管式泵×3m×3次的工作制度，日产液18.8 m3，其中含水56%，日产油8.27 t，目前已累计增油986.7 t。不留塞封堵工艺施工及生产变化曲线如图2所示。

2) “微裂缝”堵漏工艺：采用常规封堵工艺封堵套管微裂缝漏失主要存在以下问题：堵剂材料难以到达漏失层位，堵漏材料不能形成高强度、大体积的固结体，堵漏材料封堵质量差，堵漏工艺所需施工压力高等。室内试验评价得出600目KD-GWP4堵剂粒度分布累积曲线D95≤22 μm，比表面积≥16 000 cm2/cm3，通过0.15 mm窄逢能力达到90%，说明KD-GWP4堵剂具有较好的流动性，具有狭小缝隙的能力，所以在封堵套管微裂缝漏失中具有明显的优势。因此可以采用KD-GWP4“微裂缝”堵漏工艺进行封堵微裂缝及丝扣漏失。

典型井例：YAA66C15于2014年7月18日投产，生产沙二7(3)：1 538～1 539 m，开井一直含水100%，通过测井温和封隔器验漏验证1 470～1 518 m存在丝扣漏失，试挤压力较高(18 MPa)，应用600目KD-GWP4泥浆体系进行“微裂缝”堵漏工艺堵漏。

工艺过程如下：下注灰管柱注入比重为1.5的泥浆0.8 m3，施工过程中泵压为19 MPa，候凝后试压合格。开井后采用56管式泵×3m×3次的工作制度，日产液33.9 m3，含水97.5%，日产油0.84 t，“微裂缝”堵漏后其含水变化曲线如图3所示。

4现场应用效果分析

根据KD-GWP4堵剂的性质及技术原理，针对不同的井况，采用相应的配套封窜堵漏工艺，2014年使用KD-GWP4堵剂配套堵漏工艺共实施8井次，措施成功6井次，成功率为75%，通过已施工的8口井数据分析得出封堵措施初期单井平均增油3.5 t /d，累计增油140 t/井，总增油920 t。

应用时应注意油井井况千差万别，每口油井都有自己的特点，因此针对不同的井况，要将堵剂的技术原理与套窜井的生产情况、井史、井下技术状况等资料结合起来，全面分析、优化设计、科学施工，不断完善封窜堵漏配套工艺，提高封堵效果。

参考文献：

[1]纪振云,苗勇.不留塞封堵技术在东辛油区的研究及应用[J].科协论坛(下半年)，2011(2):22-23.

[2]汪平,雷霆,袁维汉.套管破损化学堵漏技术的研究应用[J].内蒙古石油化工，2006(4):83-84.

[3]费二战,贺海洲,王卫忠.油房庄油田套损机理分析及治理技术[J].内江科技，2010(2):150-151.

KD-GWP4 Plugging Agent Technology

LIU Shi-en, WANG Jin-shu

(Department of Petroleum Engineering, Chengde Petroleum College,

Chengde 067000, Hebei, China)

Abstract:KD-GWP4 blocking agent has the characteristics of high bond strength, preventing mud spitting back, strong in getting through the slit etc. It has a unique advantage in channeling governance tube. In this paper, the principle of selecting the KD-GWP4 blocking agent is analyzed, and the characteristics of the complex of the well body structure, the difficulty of the drilling and the difficulty of the micro cracks are also analyzed. Based on the principle of KD-GWP4, the research and application of the sealing technology and the application of “micro cracks” are carried out.

Key words:KD-GWP4 plugging agent; sealing process; two cementing

作者简介：刘世恩(1977-)，男，山东东营人，承德石油高等专科学校石油工程系工程师，主要从事油田相关技术服务工作。

收稿日期：2015-09-09

中图分类号：TE358

文献标识码：A

文章编号：1008-9446(2015)06-0019-04