CN106014330A - 一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，要针对套破位置在1000m以内的套损井，采用套管平推法，为三段塞理论，前段清洗段塞，顶替地层水，清洗套管外壁油污和腐蚀产物，改变润湿性，为封堵段塞提供良好的成胶环境；中段封堵地层，为主体封固段，能够有效阻止漏失，封堵地层，建立承压段，隔离地层水与套管接触；末段为间断顶替段塞，采用间断多次顶替的办法，可以对主体封固段查漏补弱，提高堵漏成功率和延长有效期。
Description
技术领域
本发明涉及油气田套损井治理领域，具体涉及一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法。
背景技术
油水井套破，需要重新建立井筒完整性。治理技术有化学堵漏、套管补贴、小套管固井和小套管侧钻，后面三种技术都存在治理后井经变小的问题，影响后期各种井下施工，而化学堵漏不存在此问题。现有的化学堵漏技术主要是针对堵剂进行研究，如申请号：201410401797.6，纤维超细水泥挤封剂及其制备方法，申请号：201410404560.3，一种高失水固化承压封堵剂，申请号：2013.10033.716.7，可固结防漏失封堵剂，申请号：201210526578.1，一种油田油水井堵炮眼，套管堵漏用的封堵剂等。关于挤注方法的有，申请号:02129678.2，水泥带压候凝封窜方法，只是一种封堵方法，专利号US4817719，一种封停井储层保护方法，只是工艺介绍，成功率根据现场操作差别很大。
总之，现有化学堵漏方法，对于漏失套损井成功率低，急需有效的化学堵漏方法提高漏失套损井的封堵成功率。
发明内容
本发明的目的是克服漏失套损井化学堵漏中存在堵剂驻留性差，封堵后试压15MPa合格率低，试压合格后有效期短的问题。
为此，本发明提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，包括以下步骤：
步骤1)根据MIT+MTT井筒检测，确定套管剩余壁厚t；
步骤2)计算套管承压能力；
步骤3)在套管前段挤注清洗液，清洗段塞，清洗套管外壁油污和腐蚀产物；
步骤4)在套管中段挤注水泥，封堵地层，建立承压段，隔离地层水与套管接触；
步骤5)在套管末段用三段法或四段法注入清水，填补缝隙，对主体封固段查漏补弱。
所述步骤1)中的MIT为多臂井径成像仪，是英国Sondex公司开发的井径成像测井仪，可以检测套管内径，所述步骤1)中的MTT为磁壁厚测井仪，是英国Sondex公司开发的套管壁厚损伤成像测井仪，可以检测套管剩余壁厚。
所述步骤2)中套管承压能力的计算公式为：pj＝4δt
式中：pj，套管承压，MPa；
t，套管剩余壁厚，由测井得到，mm；
δ：周向不均匀腐蚀系数。
所述周向不均匀腐蚀系数δ与腐蚀机理和时间相关，当为片状、台阶的均匀腐蚀时δ取0.8-0.9，当为点状、沟槽的局部腐蚀时δ取0.7-0.8。
所述步骤3)中的清洗液包括水和以下原材料：按其占水的重量百分比计，0.5％-3％增粘剂，5％-8％具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒，1％表面活性剂，0％-0.25％助溶剂，1％氯化钾，0.1％-0.3％碳酸钠。
所述步骤4)中的水泥包括颗粒级配水泥和早强膨胀水泥，
所述颗粒级配水泥包括水泥基体和添加剂，所述水泥基体为磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，且水泥基体由不同粒径水泥组成：按质量百分比计，86-92％粒径7-200μm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2-3％粒径2.0-0.9mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2-3％粒径0.9-0.45mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2-4％粒径0.45-0.3mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2-4％粒径0.3-0.125mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，添加剂为水泥基体质量百分比3-5％片状结构的石英、方解石或大理石颗粒。
所述早强膨胀水泥为添加膨胀剂、早强剂的G级水泥。
所述步骤5)中，当挤水泥压力在8MPa以上，套管承压能力以下时采用三段法顶替，三段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-1m3，间隔3-10min，第二次顶替0.5m3，间隔3-10min，第三次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当挤水泥压力在8MPa以下时，采用四段法顶替，四段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-2m3，间隔3-10min，第二次顶替1m3，间隔3-10min，第三次顶替0.5m3，间隔3-10min，第四次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当顶替压力达到15MPa以上须将剩余清水全部顶替。
本发明的有益效果：
(1)本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法采用三段塞理论进行堵漏，前段隔水，提高地层承压能力，清洗套管管壁，改变套管表面润湿性，为封堵段塞提供良好的承压和成胶环境，阻止地层漏失；中段封堵地层，为主体封固段，能够有效封堵地层，隔离地层水与套管接触，建立承压段；末段为间断顶替段，可以对主体封固段查漏补弱，提高堵漏成功率和延长有效期。
(2)本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法前段段挤注清洗液，清洗破点处的套管壁，为封堵主体段塞提供良好的承压段，为形成良好的胶结界面打下基础。
(3)本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法中段为封堵段塞，分前后两种堵剂，能对套破点形成良好的封堵，顶替段为清水间隙顶替，对主体段塞查漏补弱，形成良好的封口，可以大幅提高漏失套损井化学堵漏的封堵成功率，延长有效期。
(4)本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法末段间断顶替具有以下3点好处：
1)时间间隙为中段水泥提供凝固时间，提高本体抗压强度，有利于深部封堵地层；
2)套管内部的水泥浆由于重力的作用向下沉淀，提高下部水泥浆的密度，下次顶替时就是高密度水泥浆封堵套破点，提升套破点的封堵强度，提高封堵成功率；
3)高密度水泥浆进入地层深部，可以对前端本体强度低水泥位置查漏补弱，提高地层的整体封堵效果。
(5)本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法主要针对套损井套破位置在1000m以内的套损井，可以是一个套破点，也可以是多个套破点，套破段长度在100m以内的套损井基本可以一次成功。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明的简易操作流程图。
具体实施方式
实施例1：
为了克服漏失套损井化学堵漏中存在堵剂驻留性差，封堵后试压15MPa合格率低，试压合格后有效期短的问题，本实施例提供了一种如图1所示的提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，针对套损井套破位置在1000m以内的套损井，可以是一个套破点，也可以是多个套破点，套破段长度在100m以内的套损井基本可以一次成功，包括以下步骤：
步骤1)根据MIT+MTT井筒检测，确定套管剩余壁厚t；
步骤2)计算套管承压能力；
步骤3)在套管前段挤注20m3清洗液，清洗段塞，清洗套管外壁油污和腐蚀产物；
步骤4)在套管中段挤注30-35m3水泥，封堵地层，建立承压段，隔离地层水与套管接触；
步骤5)在套管末段用三段法或四段法注入清水，填补缝隙，对主体封固段查漏补弱。
本发明的这种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法采用三段塞理论进行堵漏，前段隔水，提高地层承压能力，清洗套管管壁，改变套管表面润湿性，为封堵段塞提供良好的承压和成胶环境，阻止地层漏失；中段封堵地层，为主体封固段，能够有效封堵地层，隔离地层水与套管接触，建立承压段；末段为间断顶替段，可以对主体封固段查漏补弱，提高堵漏成功率和延长有效期。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤1)中MIT为多臂井径成像仪，是英国Sondex公司开发的井径成像测井仪，可以检测套管内径，所述MTT为磁壁厚测井仪，是英国Sondex公司开发的套管壁厚损伤成像测井仪，可以检测套管剩余壁厚。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤2)中计算套管承压能力根据公式：pj＝4δt
式中：pj，套管承压，MPa；
t，套管剩余壁厚，由测井得到，mm；
δ：周向不均匀腐蚀系数。
周向不均匀腐蚀系数δ与腐蚀机理和时间相关，当为片状、台阶的均匀腐蚀时δ取0.8-0.9，当为点状、沟槽的局部腐蚀时δ取0.7-0.8。
实施例4：
在实施例3的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤3)中的清洗液包括水和以下原材料：按其占水的重量百分比计，0.5％-3％增粘剂，5％-8％具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒，1％表面活性剂，0％-0.25％助溶剂，1％氯化钾，0.1％-0.3％碳酸钠，所需原材料都可以从市场上直接购得。
实施例5：
在实施例4的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤3)中的清洗液包括水和以下原材料：按其占水的重量百分比计，0.5％-3％增粘剂，5％-8％具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒，1％表面活性剂，0％-0.25％助溶剂，1％氯化钾，0.1％-0.3％碳酸钠。
其中，所述增粘剂为相对分子量在2000万以上的聚丙烯酰胺；
所述具有棱角的石质颗粒为的石英、方解石、大理石颗粒；
所述表面活性剂为磺酸型表面活性剂、羧酸型表面活性剂、聚醚型表面活性剂、两性表面活性剂中的一种或几种；
所述助溶剂为异丙醇。
以上材料都可以从市场上直接购得。
实施例6：
在实施例5的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤4)中水泥包括颗粒级配水泥和早强膨胀水泥。
所述颗粒级配水泥包括水泥基体和添加剂，所述水泥基体为磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，且水泥基体由不同粒径水泥组成：按质量百分比计，86-92％粒径7-200μm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-3％粒径2.0-0.9mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-3％粒径0.9-0.45mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-4％粒径0.45-0.3mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-4％粒径0.3-0.125mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，添加剂为水泥基体质量百分比3％-5％片状结构的石英、方解石或大理石颗粒。
颗粒级配水泥利用颗粒架桥原理，在0.7MPa压差下，颗粒即可互穿，形成架桥，建立承压段；所述早强微膨胀水泥前端水泥可以快速稠化，具有本体强度，可以提高地层的抗压强度，能够有效封堵地层，隔离地层水与套管接触。
所述早强膨胀水泥为添加膨胀剂、早强剂的G级水泥。
实施例7：
在实施例6的基础上，本实施例提供了一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，所述步骤5)具体过程如下：
当挤水泥压力在8MPa以上，套管承压能力以下时采用三段法顶替，三段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-1m3，间隔3-10min，第二次顶替0.5m3，间隔3-10min，第三次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当挤水泥压力在8MPa以下时，采用四段法顶替，四段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-2m3，间隔3-10min，第二次顶替1m3，间隔3-10min，第三次顶替0.5m3，间隔3-10min，第四次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当顶替压力达到15MPa以上须将剩余清水全部顶替。
时间间隔根据水泥的稠化时间，水泥浆的游离水及密度确定，同时当挤注压力达到或超过规定施工压力上限时，应立即停止挤注。
实施例8：
安塞油田候××油井，1995年7月投产，井深1296m，5’1/2套管完井，水泥返高751m，射孔段1240m～1249m，2006年7月套损。2015年10月21日进行MIT+MTT测井，穿孔位置为：657.97m，决定实施化学堵漏。
采用套管平推法化学堵漏：起管柱，通洗井，测井(结果见表1)；第59跟套管是上部最小剩余壁厚为：6.576mm，代入公式pj＝4δt(δ＝0.8)，pj＝21MPa，因此化学堵漏最高施工压力控制在21MPa以内；
(1)在697.97m打桥塞，沉沙20m，探沙面677.97m；
(2)验漏和求吸水指数，用清水打压5MPa，排量500L/min，用水30m3，泵压瞬间降至0MPa，确定井筒外部与地层连通性良好，存在漏失；
(3)挤注清洗液：0.75％隔断凝胶20m3后，压力从0MPa上升为10MPa，停泵压力为6MPa；
(4)挤注磷酸盐水泥10m3，挤注密度1.80-1.88g/cm3，泵压从12MPa上升到13MPa；再挤注微膨胀水泥10m3，挤注密度1.88-1.92g/cm3，泵压从13MPa上升到14.5MPa；
(5)采用三次间隙顶替，第一次用顶清水3m3，压力上升至15.5MPa，停5min；第二次用顶清水0.5m3，压力上升至17MPa，停5min；第三次用顶清水0.5m3，压力上升至20MPa停泵。
(6)候凝24h；
(7)钻塞，探灰面位置243.89m，有灰面位置442.69m，钻塞，试压15MPa，30min，压降0.2MPa，合格，堵漏成功。
表1
上表中MTT损伤级别的划分标准是：0～表示无套管壁厚损失；1～表示单根套管壁厚损失率在0～20％；2～表示单根套管壁厚损失率在20～40％；3～表示单根套管壁厚损失率在40～60％；4～表示单根套管壁厚损失率在60％以上。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1)根据MIT+MTT井筒检测，确定套管剩余壁厚t；
步骤2)计算套管承压能力；
步骤3)在套管前段挤注清洗液，清洗段塞，清洗套管外壁油污和腐蚀产物；
步骤4)在套管中段挤注水泥，封堵地层，建立承压段，隔离地层水与套管接触；
步骤5)在套管末段用三段法或四段法注入清水，填补缝隙，对主体封固段查漏补弱。
2.根据权利要求1所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述步骤1)中的MIT为多臂井径成像仪，是英国Sondex公司开发的井径成像测井仪，可以检测套管内径，所述步骤1)中的MTT为磁壁厚测井仪，是英国Sondex公司开发的套管壁厚损伤成像测井仪，可以检测套管剩余壁厚。
3.根据权利要求1所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述步骤2)中套管承压能力的计算公式为：pj＝4δt
式中：pj，套管承压，MPa；
t，套管剩余壁厚，由测井得到，mm；
δ：周向不均匀腐蚀系数。
4.根据权利要求3所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述周向不均匀腐蚀系数δ与腐蚀机理和时间相关，当为片状、台阶的均匀腐蚀时δ取0.8-0.9，当为点状、沟槽的局部腐蚀时δ取0.7-0.8。
5.根据权利要求1所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述步骤3)中的清洗液包括水和以下原材料：按其占水的重量百分比计，0.5％-3％增粘剂，5％-8％具有棱角的直径为0.5-1mm石质颗粒，1％表面活性剂，0％-0.25％助溶剂，1％氯化钾，0.1％-0.3％碳酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述步骤4)中的水泥包括颗粒级配水泥和早强膨胀水泥。
7.根据权利要求6所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述颗粒级配水泥包括水泥基体和添加剂，所述水泥基体为磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，且水泥基体由不同粒径水泥组成：按质量百分比计，86-92％粒径7-200μm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-3％粒径2.0-0.9mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-3％粒径0.9-0.45mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-4％粒径0.45-0.3mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，2％-4％粒径0.3-0.125mm的磷酸盐水泥或铝酸盐水泥，添加剂为水泥基体质量百分比3％-5％片状结构的石英、方解石或大理石颗粒。
8.根据权利要求6所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述早强膨胀水泥为添加膨胀剂、早强剂的G级水泥。
9.根据权利要求1所述的一种提高漏失套损井化学封堵成功率的方法，其特征在于：所述步骤5)中当挤水泥压力在8MPa以上，套管承压能力以下时采用三段法顶替，三段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-1m3，间隔3-10min，第二次顶替0.5m3，间隔3-10min，第三次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当挤水泥压力在8MPa以下时，采用四段法顶替，四段法顶替为：如顶替清水体积为V，则第一次顶替V-2m3，间隔3-10min，第二次顶替1m3，间隔3-10min，第三次顶替0.5m3，间隔3-10min，第四次顶替剩余清水，然后憋压关井，候凝48h；当顶替压力达到15MPa以上须将剩余清水全部顶替。
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