挤水泥堵水技术应用.ppt

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1、挤水泥堵水 技术在油田的应用,2003年4月,汇报人：赵明凯,前 言,汇报提纲,一、挤水泥机理分析 二、水泥浆量的确定 三、挤入压力的确定 四、施工工艺 五、现场应用及认识 六、经济效益评价 七、结论及建议,挤水泥堵水技术在油田的应用,挤水泥机理分析,挤水泥堵水技术在油田的应用,吐哈油田油藏埋深一般在2500-3000m,储层物性差，非均质性强，多为小孔隙细喉道，已探明石油储层绝大部分渗透率5010-3um2，属低渗透油层。储层岩石胶结良好，坚固致密，不易出砂。储层孔隙直径在1-100um之间，喉道直径平均为15um。,吐哈油田地质特征,挤水泥机理分析,目前油田由于挤封的水泥均为G级油井水泥，

2、其大部分颗粒的半径较大，在100-150um之间，比大数地层的孔隙空间大得多。,G级油井水泥的特点,挤水泥机理分析,挤封用的G级油井水泥均不能挤入地层，所以挤水泥封层只是糊炮眼。挤水泥的目的是用水泥封堵炮眼的通道 ，串槽及水泥环中存在的洞缝，使套管和地层之间密封.,水泥浆量的确定,挤入水泥浆量的确定方法为 V浆=(R2-r2)h1+r2 h2 式中V浆： 所需水泥浆的体积 R：处理半径 r：井筒半径。 h1：油层有效厚度 ：油层的效孔隙度 h2：井筒留余水泥浆柱高度 在具体配浆时还要考虑50%的附加量,水泥浆量的确定,目前吐哈油田射孔枪弹组合为89枪配89弹，102枪配127弹，孔密13-16

3、孔/m。 下面计算一个炮眼的体积：,水泥浆量的确定,V=1/3r2h 89弹：V=/3（12.4/2）2180=7.2L 102弹：V=/3（13.3/2）2150=6.9L 127弹：V=/3（13.2/2）2500=22.8L 计算出了一个孔眼的体积，根据射孔资料提供的数据，即可求得待挤封段孔眼的总体积也就是进入孔眼的水泥浆量，再加上井筒留余水泥浆柱的体积，即为挤封所需的水泥浆量。,挤入压力的确定,通常至少使挤水泥压力低于破裂压力300-500磅/英寸。最终挤入压力应大于预期的反循环压力，以便反循环时不致有水泥浆进入炮眼。 处理压力可用下计算：,挤入压力的确定,P摩 式中 地面处理压力，磅

4、英寸； 井下处理压力，不能用破裂压力； 井筒中液体的静水压力，磅英寸； 摩摩擦阻力，因挤水泥作业一般用低排量，可以忽略不计。,挤入压力的确定,在泵排量和井下管柱结构一定的情况下，泵压越高说明水泥浆进入挤封孔道阻力越大。这在挤封初期说明串通，漏失不严重，地层吸收性差，施工时注意调整泥浆性能；如果在挤封后期泵压增高，说明不通，漏失层被水泥浆充满，是挤封效果好的现象。,挤水泥施工工艺,1.低位替高位挤 它适用于：欲封堵层段单一或夹层较小，上部无射孔段；封堵层段吸水能力差,吸水小于200L/min.,挤水泥施工工艺,挤水泥堵水技术在油田的应用,2.高位替高位挤 它适用于吸水能力较好的层段，其优点在于施

5、工过程简单，但当射孔段长，挤注压力高时，水泥浆不能进入射孔段下部。,由于我们推荐低压挤水泥工艺，故要求施工排量低于300L/min，有的井甚至会更低，施工排量主要由现场挤注压力调整。,现场经验表明要控制水泥浆的失水可从两方面着手： （1）、选择合适的水泥浆密度。经验表明水泥浆密度在1.78-1.82g/cm3 时失水适中封堵效果最佳，密度过大或过小效果均不理想； （2）、当水泥浆量超过2m3时可考虑加入合适比例的稳定剂减缓失水时间。,失水控制,应用清洁的修井液,施工前应用清洁的无固相修井液清洗欲封井段，否则不清洁液体将有可能堵塞炮眼，使得挤注压力升高。,水泥浆的配置,大多数低压挤水泥只需少量的

6、水泥浆，为保证混合均匀和性能一致，全部水泥浆应一次配成，泵注前应检验水泥浆的比重、失水和其他性能。,缓凝剂和稳定剂的使用,当所配水泥浆量超过2m3时可考虑加入干水泥用量2CT12-1稳定剂；当井筒内为盐水、高密度无固相压井液或采用低替高挤法挤封施工时，还应加入干水泥用量0.5-1CT-80R缓凝剂。,挤注量的设计,挤注量（升）=欲挤注炮眼总数*（5-10）L； 一般对高渗挤注层取高值，低渗挤注层取低值，多层一次挤注取高值，单层一次挤注取低值， 挤封段渗透率差异大取高值，挤封段渗透率差异小取低值。,附加量的设计,1）对低替高挤井，替浆后起管，油管让出一部分容积，挤注时这部分容积应附加入挤注量中。

7、 2）考虑液体的压缩系数 液体我们一般都看作是一种刚性液体即是不可压缩的，而实际上它是弱可压缩的。,附加量的设计,p： 液体的体积压缩系数Pa-1,p： 液体的体积压缩系数Pa-1,附加量的设计,液体的压缩系数随压力变化的趋势如下：,挤水泥施工步骤,找漏,求吸水,挤封,候凝,钻塞,现场应用及认识,直井挤水泥应用,温西1-55井是温米油田的一口采油井，上修目的是挤水泥封S1，S2，S3。 该井需要挤封的层段多且跨度大（190m)，各层间的渗透性差异大，经过论证决定采用分层挤注法从上到下施工。 三层挤封一次合格。,典型井例分析,2、水平井挤水泥封堵水,玉东平一井 采用割缝管加管外封隔器完井，为解决

8、地层出水问题，恢复产能，决定进行水平井水平段挤水泥封堵水试验，以减少地层水对油层的伤害。 经反复论证采用光油管低位替高位挤注水泥浆施工工艺方案，利用高粘度压裂液作隔离液。目的是防止水泥浆在起管过程中倒流，同时降低挤注时隔缝管的漏失量。,典型井例分析,排量： 0.3m3/min,排量： 0.6m3/min,玉东平一井求吸水压力曲线,时间 (min),压力(MPa),排量： 0.5m3/min,排量： 0.8m3/min,183m,玉东平一井第一次挤封结果示意图,管外封隔器,带眼管,油管,水层,油层,射孔孔眼,水泥,压裂液,泥岩夹层,3025,正替压裂液12m3 正替水泥浆1.8m3 顶替压裂液1

9、1.72m3 起管柱2740m 反挤清水1.4m3 蹩压9MPa侯凝,现场应用及认识,2、水平井挤水泥封堵水,若挤水泥后塞面比设计要求塞面高，则需钻除多余的水泥塞，费用为：11572+0.58427=15785.5元。 若挤水泥后塞面比设计要求塞面低不能达到挤封目的，则需钻除水泥塞后，重新挤封，费用为：11572+38427+235+3200+10372+30000=80660元。 如果每年按施工15井次计算，则可创效约100万元，经济效益可观。,1、挤水泥封水工艺通过8年的现场应用和后期生产，证实了该项技术的可行性。 2.生产外来水或漏失，只有在水层清楚且良好分割的情况下才能用挤水泥的方法进行封堵。 3、液体的可压缩性在挤水泥过程中必须考虑.,谢谢！,