水平井堵水調剖技術的改進與應用

賈代鵬

摘 要：分析LJ水平井出水特點，根據水平井完井結構，研究應用選擇性籠統水平井堵水技術，開發一種以水平井液體橋塞和無機凝膠堵劑的復合暫堵技術，通過現場應用，取得了顯著效果，改善了水平井生產狀況，完善了水平井堵水工藝。

關鍵詞：水平井;堵水;選擇性;液體橋塞; 凝膠堵劑

1.概述

·LJ油田水平井應用情況

LJ油田2001年8月在J27塊投產第一口水平井，投產水平井產量為直井的2-4倍。該井的成功推進了水平井快速發展，水平井成功開發了J16塊于樓，J612塊興隆臺等薄層稠油油藏。LJ油田近20年來已經投產水平井70余口，目前生產45口，分布在19個次級斷塊。目前含水率大于90%的油井19口，占全部水平井的42%，水平井高含水嚴重阻礙了水平井的生產。

2.水平井堵水工藝技術研究

·水平井籠統堵水工藝技術研究

LJ水平井主要是邊底水沿高滲透層和裂縫竄流，導致水平井高含水。水體產水強度大，水平井由于自身結構特點，不適合固體無機顆粒堵劑進行堵水。受水平井出水段長、篩管完井方式影響，目前尚無成熟的水平井堵水技術。傳統的機械堵水和化學堵水劑由于功能單一等原因，不能較好的在水平井堵水方面發揮作用，于是要開展水平井堵水技術和堵水工藝研究。

2.1.1堵水管柱研究

研制水平井專用化學注入管柱，將不同堵劑定位注入到預定層段，實現目的性封堵。管柱結構包括液壓擴張封隔器、節流閥、扶正器、注入閥等。

2.1.2 堵水劑研究

研制水平井液體橋塞、弱凝膠、強凝膠、無機凝膠4種不同性能的堵水劑，滿足水平井堵水技術需要。

（1）液體橋塞

由聚合物增粘劑、成膠液、交聯劑、促凝劑、破膠劑及添加劑等組成，在30℃～90℃的條件下即可形成封堵性能較強的成膠體。破膠方式有2種：地層溫度下2～3天自然破膠;高溫破膠（>150℃）。技術性能指標如下：

①成膠時間：0.5～30h，成膠溫度范圍：30～90℃;

②破膠時間：2～3天;

③破膠溫度：>150℃;

④突破壓力：> 6MPa/m;

⑤有效期：>15d。

（2）弱凝膠堵劑

主劑為高分子聚丙烯酰胺，樹脂為交聯劑，地下條件形成具有一定流動性的凝膠體，起到對地層初步調堵作用，具有較好的抗溫性和抗鹽性。技術性能指標如下：

①成膠溫度：35～70℃;

②成膠時間：72～96h可調;

③使用溫度：120℃;

④凝膠粘度：3000～15000mPa.s。

（3）強凝膠堵劑

為主體堵水堵劑，由低分子聚丙烯酰胺和樹脂構成的交聯體系。可加入增強劑來提高堵劑強度和耐溫性能。大劑量注入起到深部封堵的作用，具有良好的穩定性。技術性能指標如下：

①成膠溫度：45～70℃;

②成膠時間：48～72h可調;

③耐溫：150℃;

④膠體粘度：≥1×104mPa.s;

（4）無機凝膠堵劑

由無機膠凝劑、激活劑、緩凝劑、分散劑等成份組成。在地層條件下，生成高強度的凝膠體，達到堵水的目的。采用超細無機材料，適用于熱采高溫環境堵水。技術性能指標如下：

①成膠時間：8～240h可調

②成膠溫度范圍：40～80℃

③突破壓力：>8MPa/m

④耐溫：350℃

2.1.3 堵水方案設計

為保證堵劑進入目的層，堵水管柱確定采用“分段堵水管柱”。堵劑選擇“弱凝膠+強凝膠+無機堵劑”。

·堵水管柱設計

機械堵水管柱由球座+節流閥+扶正器+封隔器+扶正器+油管組成。

·堵劑設計

其中主段塞采用復合段塞調剖劑，調剖主劑為復合調剖劑。

3.取得成果及創新點

3.1研究水平井完井結構及出水特點，制定水平井治理方向。

通過分析水平井生產狀況，開發新型堵水調剖技術，解決水平井生產難題，提高水平井吞吐效果。

3.2研究新型堵水調剖工藝，實施復合分段調剖設計，滿足了水平井生產要求。

研究了復合調剖堵劑、液體橋塞，可滿足水平井不同生產狀況的要求。

3.3研究堵水施工管柱，提高措施效果。

針對以往施工過程中的籠統擠注工藝的弊端，研究設計分段擠注實施工藝，充分發揮藥劑應用效果。

3.4水平井堵水新設計可廣泛用于直井。

新型水平井堵水調剖工藝、復合分段調剖設計，可用于直井上，更能發揮堵水調剖的效果。

4.現場試驗及效果分析

2019年該技術在LJ試驗4井次，措施成功率100%，增油3650t，含水率平均降低17.5%以上。該技術在水平井應用效果顯著。

5.結論

（1）現場應用表明新型堵水調剖技術適合LJ水平井生產需求。

（2）通過現場應用，復合調剖堵劑、液體橋塞水平井堵水新工藝技術，應用措施效果顯著。

（3）水平井堵水管柱設計，充分發揮藥劑的作用，有利于提高水平井堵水效果。

（4）LJ水平井堵水取得較好效果，值得進一步推廣應用在直井堵水調剖上。

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