SAGD高溫凝膠堵劑的研究與應(yīng)用

摘要：隨著遼河油田進(jìn)入開發(fā)后期，地層能量不斷衰退，虧空和漏失問題日趨嚴(yán)重，特別是稠油SAGD井組，因長期高溫注汽影響，地層氣竄、漏失嚴(yán)重，通用化學(xué)封堵劑難以達(dá)到效果。為了保證SAGD高溫漏失井作業(yè)施工順利進(jìn)行，通過使用有機(jī)交聯(lián)劑，將高分子聚合物形成具有一定粘度和耐溫性的凝膠暫堵體系，解決作業(yè)過程中地層溫度高、生產(chǎn)井段長、地層漏失嚴(yán)重等問題。

關(guān)鍵詞：遼河油田;SAGD;修井作業(yè);高溫;封堵劑

1 概述

SAGD采油技術(shù)是遼河油田稠油開發(fā)后期一種重要的方法。隨著油田生產(chǎn)不斷進(jìn)行，地層能量不斷衰退，地層虧空和漏失問題日趨嚴(yán)重，在沖砂洗井、油井大修及擠水泥等井下作業(yè)過程中，入井液體進(jìn)多出少或只進(jìn)不出現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，致使井下異物無法循環(huán)攜帶出來，作業(yè)施工無法正常進(jìn)行，嚴(yán)重困擾了油田正常生產(chǎn)。為了保證SAGD高溫漏失井作業(yè)施工順利進(jìn)行，開展SAGD高溫凝膠堵劑的研究，解決作業(yè)過程中地層溫度高、生產(chǎn)井段長、地層漏失嚴(yán)重等問題。

2 技術(shù)原理

SAGD高溫凝膠堵劑是通過使用有機(jī)交聯(lián)劑，將高分子聚合物形成具有一定粘度和一定耐溫性的凝膠暫堵體系。使用時(shí)按照設(shè)計(jì)的濃度配制注入到漏失SAGD井中，利用其高粘彈性和流動阻力，把漏失層封堵起來。當(dāng)施工任務(wù)完成后，在物理化學(xué)作用下，高粘度凝膠開始破膠水化，堵塞自行解除，因而可以有效保持油流通道，使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。

使用不同的高分子聚合物及交聯(lián)劑可以得到不同凝膠體系。通過多次實(shí)驗(yàn)，選擇GPAM-有機(jī)交聯(lián)體系，配合使用油溶性樹脂，形成了凝膠破膠及樹脂溶解的對油層無傷害SAGD高溫堵劑，滿足SAGD井高溫防漏暫堵要求。

3 濃度與凝膠粘度關(guān)系實(shí)驗(yàn)

隨著高溫凝膠使用濃度的增加，其凝膠粘度和凝膠強(qiáng)度都有所增加，而且隨著使用濃度的增大，粘度越來越大，甚至可以形成凍膠而失去流動性，這對于虧空嚴(yán)重的漏失層位SAGD油井堵漏是十分有效的。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)高溫凝膠使用濃度為1%時(shí)即可形成穩(wěn)定溶膠，粘度達(dá)到100Mpa·s以上，完全能夠滿足攜帶井下異物及減輕地層漏失要求。

4 耐溫性實(shí)驗(yàn)

高分子聚合物凝膠粘度與溫度呈敏感性關(guān)系，一般來說，當(dāng)溫度升高，其凝膠粘度下降。如果堵劑粘度下降幅度過大，則無法把漏層封堵起來，不能滿足SAGD漏失井暫堵要求，導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)無法正常進(jìn)行。根據(jù)遼河油田地溫梯度，考察了1.2%凝膠不同溫度下粘度變化情況，在低溫階段，隨著溫度升高，其粘度有所增高，主要是高分子聚合物溶脹速度加快，液相粘度增加所致。當(dāng)溫度達(dá)到70℃以上時(shí)，其液相粘度開始下降，表現(xiàn)出高分子聚合物隨著溫度升高粘度下降的特性。由于使用了溫度穩(wěn)定劑，當(dāng)?shù)貙訙囟瘸掷m(xù)升高時(shí)，其凝膠粘度無明顯下降趨勢，粘度仍達(dá)到90Mpa·s以上，能夠滿足SAGD高溫漏失井需要。

5 油溶性實(shí)驗(yàn)

SAGD高溫凝膠堵劑遇水后能形成高粘彈體凝膠，其中的固相物由不同顆粒直徑的油溶性材料制成，其固體顆粒能被地層原油逐漸溶解。室內(nèi)試驗(yàn)表明，在70℃溫度下，將高溫凝膠恒溫 8小時(shí)，測得其油溶率達(dá)90%以上，而且隨著溫度增加，溶解速度加快，因此，其中固相顆粒不會對油層造成堵塞傷害。

6 失水量測定

凝膠堵劑進(jìn)入地層后，在液柱壓力作用下，其中自由水會滲透到地層中去。如果地層溫度高和裂縫較大，凝膠失水量增大，會導(dǎo)致油層傷害加大、暫堵失敗等問題發(fā)生。因此，要盡可能使凝膠體系失水量保持最低。根據(jù)IPI標(biāo)準(zhǔn)，使用1.2%SAGD井凝膠堵劑在7個(gè)大氣壓作用30min后，測得其失水量為13ml，完全能夠滿足暫堵施工要求。

7 破膠實(shí)驗(yàn)

由SAGD修井作業(yè)暫堵工藝的特殊性，既要求凝膠堵劑在修井作業(yè)時(shí)能將油層封堵保護(hù)起來，又要求在任務(wù)完成后能自行解除堵塞，恢復(fù)油流通道，以免造成油層污染傷害及油井產(chǎn)量下降。因此，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)了3%凝膠堵劑在90℃溫度條件下粘度變化情況。

實(shí)驗(yàn)表明，在90℃條件下，高粘度凝膠8h以后粘度開始下降，12h后凝膠粘度下降幅度較大，24h后凝膠粘度降為36mpa·s，基本完全破膠。

8 抗剪切性實(shí)驗(yàn)

由于高分子聚合物的可降解性，當(dāng)凝膠堵劑通過油管時(shí)受高壓射流作用和在井筒內(nèi)反復(fù)循環(huán)受到剪切稀釋作用，會導(dǎo)致凝膠粘度降低、封堵效果變差、暫堵失效等問題發(fā)生，因此必需進(jìn)行抗剪切性能評價(jià)。

實(shí)驗(yàn)表明，使用1.5%的凝膠堵劑經(jīng)高速攪拌90min后，粘度降幅約為11%，說明其抗剪切性良好，能夠滿足SAGD漏失油井暫堵需要。

9 巖心傷害實(shí)驗(yàn)

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)檢測，SAGD高溫凝膠堵劑通過巖芯后，其傷害率均小于10%，說明其中固相顆粒已被基本溶解，高粘度凝膠已破膠水化，達(dá)到入井流體巖心傷害標(biāo)準(zhǔn)要求，不會對油層造成污染傷害。

10 現(xiàn)場試驗(yàn)情況

SAGD高溫凝膠堵劑研發(fā)成功后，在杜84-50158C、曙1-45-027、曙1-46-更36等三口井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)，取得成功。杜84-50158C井地層漏失嚴(yán)重，90 m³清水沖砂洗井只進(jìn)不出。向該井加入凝膠堵劑4.62t，用清水70 m³，成功封堵漏失層位，保持了后續(xù)作業(yè)施工順利進(jìn)行。隨后進(jìn)行的2井次現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，也取得了較好效果，成功率達(dá)到100%。

11 結(jié)論

（1）SAGD高溫凝膠堵劑采用高分子聚合物與有機(jī)交聯(lián)技術(shù)，使凝膠堵劑性能得到極大改善。

（2）通過使用溫度劑，使聚合物凝膠耐溫性達(dá)到150℃以上，改變了聚合物凝膠低溫使用慣例，適合SAGD高溫漏失井的應(yīng)用。

（3）現(xiàn)場試驗(yàn)表明，SAGD高溫凝膠堵劑能夠滿足高溫漏失SAGD油井暫堵需要。同時(shí)，該凝膠體系也可應(yīng)用于漏失嚴(yán)重的稠油高溫注汽井和大修擠水泥作業(yè)中。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

張麗，女，1984年生，漢族，籍貫四川省內(nèi)江，2007年7月畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程系。井下作業(yè)工程師，現(xiàn)就職于遼河油田曙光采油廠科技科，從事技術(shù)研究和科技管理工作。