CN108756806A - 一种油气生产井管外窜管外漏治理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气生产井管外窜管外漏治理方法，包括如下步骤：S1、分别配置第一堵剂、第二堵剂和第三堵剂；S2、向套管内注入清水测吸水指数，根据地层吸水量初步预测堵剂用量；S3、关闭套管闸门，下油井管柱或者光井筒，向套管内先后挤注第一堵剂和第二堵剂，注入结束后，静止4h；S4、向套管注入第三堵剂，然后注入清水将第三堵剂顶到套管漏损点，预留灰面位于套管漏损点上部；S5、关井候凝72h；S6、候凝结束后，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞。本发明管外窜管外漏治理方法，对油气生产井特别是浅层套管破损造成管外窜管外漏治理一次成功率达到90％以上，且处理剂种类少，用量少，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及油田化学技术领域，具体涉及一种油气生产井管外窜管外漏治理方法。
背景技术
随着油田开发生产的不断深入和长时间开采，一些老井油层套管使用年限过长，固井水泥又没有完全封固油层套管，因此在套管自由段、封固段、生产段因腐蚀造成穿孔，再加上特殊复杂的地质条件，盐膏层发育，地壳的运动，造成套管变形，破损使地层出泥浆，出水，出油，以及长期的注水开发，特别是增压注水，油水井套管破损现象十分普遍，井况恶化问题日益突出，影响油水井的正常开采，不仅使油气产量下降，产层污染，甚至可能导致油水井报废。同时在套管破损处地层在长期开采中，地层压力衰减严重，又存在严重漏失的情况，当套损发生在地层较浅部位时，井筒内的流体非常容易渗入到地表，引起严重的环境污染。
目前，针对油水井因腐蚀和其他原因造成的套管破漏穿孔问题，主要是采用堵漏剂进行套管堵漏以及部分换套、侧钻大修、内整形和内衬小直径套管等工艺技术。但这些技术常常由于受到使用效果，使用有效期和施工费用限制，许多油水井的管外窜管外漏问题都不能得到有效及时的解决，制约了油气生产。在堵漏剂的应用中，传统技术通用是采用油井水泥或超细水泥进行水泥浆堵漏封窜。采用注水泥浆的方法进行处理，其主要步骤是在地面配制水泥浆后，用泵从井口泵入一定量的水泥浆，水泥浆沿套管破损点进入地层，待水泥浆凝固后，起导封堵套管破损点及地层漏点。但油井水泥和超细水泥用于油井套管堵漏和封窜时，效果较差。因为油井水泥浆凝固前粘度低，容易流动，没有形成足够的流动阻力，不能有效停留在欲封堵地层位置中，造成水泥浆用量大，甚至难以起到封堵作用；而且水泥浆很容易遇到地层水冲稀强度降低，使封堵效果变差，堵剂适应性和安全可靠性差，抗防窜强度低且无法在封堵目标层快速形成封堵层，不利于油井套管找漏。
另一种治理方法是注入树脂类封堵剂，其主要步骤是在地面容易配制一定量的树脂类溶液，用泵往井内泵入时，提前根据固化时间要求加入固化剂，当树脂封堵剂到达欲封堵层位时，固化起到封堵管外窜、管外漏。树脂类封堵体剂治理管外窜管外漏，固化时间不易调整，应用范围受限，施工安全风险较大；尤其对于疏松亏空地层、裂缝性地层、以及缝洞型灰岩地层，往往因堵剂难以驻留，封堵作业堵剂用量大，成功率低，同时树脂类封堵剂成本较大。
发明内容
为解决上述问题，更好的解决油田油水井管外窜、管外漏的堵漏封窜问题，降低油水井生产作业成本和报废井封井成本，提高油气开发经济效益，本发明提供了一种封堵效率好，成功率高，成本低，见效快的油气生产井管外窜管外漏治理方法。
该管外窜管外漏治理方法，包括如下步骤：
S1、分别配置第一堵剂、第二堵剂和第三堵剂，所述第一堵剂为质量百分浓度不超过1.5％的非交联凝胶溶液，所述第二堵剂为现配现用的质量百分浓度大于或等于4％的非交联凝胶溶液，该凝胶溶液中含有可溶性无机盐；所述第三堵剂为现配现用的水泥浆。
S2、向套管内注入清水测吸水指数，根据地层吸水量初步预测堵剂用量。
S3、关闭套管闸门，下油井管柱或者光井筒，用修井泵车向套管内先后挤注第一堵剂和第二堵剂，挤注压力为漏层破裂压力和井口最大承压、水泥悬空塞承压三者中的最小值，第二堵剂注入结束后，静止4h，分别形成第一段塞和第二段塞。
S4、向套管注入第三堵剂，然后注入清水将第三堵剂顶到套管漏损点，预留灰面位于套管漏损点上部，形成第三段塞；依靠固井水泥浆综合强度保证施工高承压能力和时效性，有利于地层封隔和防窜。
S5、关井候凝72h。
S6、候凝结束后，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞，最后检测套管的堵漏封窜是否合格。
优选的是，所述第一堵剂是由光亚智能凝胶干粉溶于清水中配置得到的质量百分浓度1.2～1.5％的光亚凝胶溶液。首先注入第一堵剂形成第一段塞，主要作用是排水、保护后续段塞，使后续段塞注入井筒时候由于粘度未能起来，保护其避免被水稀释。在综合考虑现场注入能力和室内排水实验的基础上，第一堵剂选择1.2～1.5％光亚凝胶溶液，溶解约4小时后可施工使用。
优选的是，所述第二堵剂的配置方法：现配现用，首先将可溶性无机盐溶于清水中，无机盐质量百分浓度1～10％，然后加入光亚智能凝胶干粉，配置得到质量百分浓度4～6％的光亚凝胶溶液。注入第二堵剂形成第二段塞，选择高浓度光亚凝胶段塞来增强地层承压能力，形成刚性智能凝胶。综合考虑现场配液能力，注入能力及体系降低地层漏失能力和承压能力，第二堵剂配方为：清水+无机盐+4～6％光亚凝胶溶液，现场配制完后立刻注入。无机盐的作用是延缓光亚智能凝胶的溶解时间。无机盐能够使光亚智能凝胶溶解时间延迟0.5～1小时。因为高浓度光亚智能凝胶在清水中溶解较快，清水的粘度会迅速增大，使得修井泵车难以将第二堵剂注入套管内。
优选的是，所述无机盐为氯化钠、氯化钠的质量百分浓度为5～10％。
优选的是，所述无机盐为氯化钙或氯化镁，氯化钙或氯化镁的质量百分浓度为1～5％。
优选的是，所述步骤S2中清水注入量为3～5m3。
优选的是，步骤S3中，根据油气井的深浅情况确定是下油管或光井筒：在油气井井深情况下，下油井管柱至套管漏损点的上部；油气井井浅情况下就光井筒。
优选的是，所述步骤S3中，第一堵剂和第二堵剂的用量体积VA的计算公式为：
优选的是，所述步骤S5中，关井候凝72h，如果挤注过程中有压力，候凝期间在井口安装压力表，监测套管压力。
优选的是，所述步骤S6中，候凝结束后，若井口有压力，缓慢泄压；若井口无压力，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞，最后检测套管的堵漏封窜是否合格。
采用新型光亚智能凝胶(一元聚合物体系)减少地层漏失，该体系为物理交联的结构流体，流体具有超高粘弹性，能根据窜流通道形态，改变自己形态充填大裂缝或溶洞，对于欠压实疏松砂层，能有效充填包裹疏松沙粒，形成具有一定封堵强度，为后续水泥封堵段塞提供一定承压能力，使水泥段塞能有效停留在水泥环附近地层，加大施工安全性和成功性。总体原理为为：首先采用第一段塞适量光亚智能凝胶，排水、保护后续段塞；然后采用第二段塞适量高浓度光亚智能凝胶，进一步提高地层承压强度；最后采用适量固井水泥段塞，依靠水泥综合强度保证施工高承压能力和时效性。
本发明的有益之处在于：
(1)处理成功率高，通过本发明管外窜管外漏治理方法，对油气生产井特别是浅层套管破损造成管外窜管外漏治理一次成功率达到90％以上。
(2)处理剂种类少，用量少，本方法只用了光亚智能凝胶干粉，清水，无机盐和常规固井水泥，且用量都较少，相比纯固井水泥浆治理和树脂类封堵剂治理，降低了成本。
(3)操作步骤简单，配制凝胶简单，可以用常规泥浆罐进行配制，然后用修井泵车或者泥浆泵泵入；工程投资低，不需要复杂的施工设备，常规泥浆配制罐，泵车就可以进行施工，占地面积小，施工费用低。
(4)安全系数高，因为光亚智能凝胶属于物理交联的流体，不会凝固和固化，因此不会出现固井水泥浆和树脂类封堵出现的提前凝固造成的油井生产事故。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种封堵效率好，成功率高，成本低，见效快的油气生产井管外窜管外漏治理方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、分别配置第一堵剂、第二堵剂和第三堵剂。所述第一堵剂是由光亚智能凝胶干粉溶于清水中配置得到的质量百分浓度1.2％的光亚凝胶溶液。所述第二堵剂为现配现用的质量百分浓度4％的非交联凝胶溶液，该凝胶溶液中含有质量百分浓度为5～10％的氯化钠。所述第三堵剂为现配现用的密度1.8g/cm3的水泥浆。所述第二堵剂的配置方法：现配现用，首先将氯化钠溶于清水中，然后向清水中加入光亚智能凝胶干粉，得到光亚凝胶溶液。氯化钠的作用是延缓光亚智能凝胶的溶解时间。氯化钠能够使光亚智能凝胶溶解时间延迟0.5～1小时。因为高浓度光亚智能凝胶在清水中溶解较快，清水的粘度会迅速增大，使得修井泵车难以将第二堵剂注入套管内。
步骤S2、向套管内注入3～5m3清水测试吸水指数，根据地层吸水量初步预测堵剂用量。
步骤S3、关闭套管闸门，下油井管柱至套管漏损点的上部(油气井深度较深)，通过油井管柱用修井泵车向套管内先后挤注第一堵剂和第二堵剂，挤注压力为漏层破裂压力和井口最大承压、水泥悬空塞承压三者中的最小值，第二堵剂注入结束后，静止4h，分别形成第一段塞和第二段塞。首先注入第一堵剂形成第一段塞，主要作用是排水、保护后续段塞，使后续第二段塞注入井筒时候由于粘度未能起来，保护其避免被水稀释。因为第二堵剂中高浓度凝胶加了无机盐，凝胶溶解是一个缓慢的过程。如果注入时还没起粘的话，在地层中容易被其他流体稀释，或者流走。先注入第一堵剂就是为解决第二堵剂还没起粘的时候的停留问题，同时增加第二堵剂没起粘时的流动阻力。在综合考虑现场注入能力和室内排水实验的基础上，第一堵剂选择1.2％光亚凝胶溶液，溶解约4小时后可施工使用。注入第二堵剂形成第二段塞，选择高浓度光亚凝胶段塞来增强地层承压能力，形成刚性智能凝胶。综合考虑现场配液能力，注入能力及体系降低地层漏失能力和承压能力，第二堵剂配方为：清水+氯化钠+4％光亚凝胶溶液，现场配制完后立刻注入。
步骤S4、向套管内注入第三堵剂，然后注入清水将第三堵剂顶到套管漏损点，预留灰面位于套管漏损点上部，形成第三段塞；依靠固井水泥浆综合强度保证施工高承压能力和时效性，有利于地层封隔和防窜。
步骤S5、关井候凝72h，如果挤注过程中有压力，候凝期间在井口安装压力表，监测套管压力。
步骤S6、候凝结束后，若井口有压力，缓慢泄压；若井口无压力，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞，最后检测套管的堵漏封窜是否合格。
上述步骤S3中，第一堵剂和第二堵剂的注入用量体积VA的计算公式如下：
施工用量计算实施例如下：
第一堵剂和第二堵剂的主要作用是降低地层漏失和提供后续段塞一定承压能力，段塞大小影响施工效果。为确保封堵后凝胶段塞能够在井筒有足够的承压能力，套管破裂点264.05～275.95m，清水静液柱压力约为2.7MPa，地层压力系数为1.3，再附加约额外1.3MPa的承压强度要求。总的抗压强度要求为2.1MPa，室内实验中，在10mm的模拟裂缝中，1.2％光亚智能凝胶等效突破压力梯度0.02MPa/m，设计第一段塞抗压强度为0.1MPa，由此可得光亚智能凝胶等效封堵半径为5m，而4％的刚性智能凝胶等效突破压力梯度为0.4MPa/m，设计第二段塞抗压强度为2MPa，由此可得刚性凝胶等效封堵半径为5m，假设漏点地层高度为5m，10mm左右有效裂缝占地层体积的10％，因此，第一堵剂和第二堵剂的用量可按下式计算：
将对应数值带入上述公式计算得出，第一堵剂和第二堵剂用量VA均为39.25m3。为确保封堵后凝胶段塞能够在井筒有足够的承压能力，建议第一堵剂和第二堵剂实际用量均为40m3。
实施例2
一种封堵效率好，成功率高，成本低，见效快的油气生产井管外窜管外漏治理方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、分别配置第一堵剂、第二堵剂和第三堵剂。所述第一堵剂是由光亚智能凝胶干粉溶于清水中配置得到的质量百分浓度1.5％的光亚凝胶溶液。所述第二堵剂为现配现用的质量百分浓度6％的非交联凝胶溶液，该凝胶溶液中含有质量百分浓度为1～5％的氯化钙或氯化镁。所述第三堵剂为现配现用的密度1.8g/cm3的水泥浆。所述第二堵剂的配置方法：现配现用，首先将氯化钙或氯化镁溶于清水中，然后向清水中加入光亚智能凝胶干粉，得到光亚凝胶溶液。氯化钙或氯化镁的作用是延缓光亚智能凝胶的溶解时间。氯化钙或氯化镁能够使光亚智能凝胶溶解时间延迟0.5～1小时。因为高浓度光亚智能凝胶在清水中溶解较快，清水的粘度会迅速增大，使得修井泵车难以将第二堵剂注入套管内。
步骤S2、向套管内注入3～5m3清水测试吸水指数，根据地层吸水量初步预测堵剂用量。
步骤S3、关闭套管闸门，光井筒(油气井深度较浅)，用修井泵车向套管内先后挤注第一堵剂和第二堵剂，挤注压力为漏层破裂压力和井口最大承压、水泥悬空塞承压三者中的最小值，第二堵剂注入结束后，静止4h，分别形成第一段塞和第二段塞。首先注入第一堵剂形成第一段塞，主要作用是排水、保护后续段塞，使后续第二段塞注入井筒时候由于粘度未能起来，保护其避免被水稀释。因为第二堵剂中高浓度凝胶加了无机盐，凝胶溶解是一个缓慢的过程。如果注入时还没起粘的话，在地层中容易被其他流体稀释，或者流走。先注入第一堵剂就是为解决第二堵剂还没起粘的时候的停留问题，同时增加第二堵剂没起粘时的流动阻力。在综合考虑现场注入能力和室内排水实验的基础上，第一堵剂选择1.5％光亚凝胶溶液，溶解约4小时后可施工使用。注入第二堵剂形成第二段塞，选择高浓度光亚凝胶段塞来增强地层承压能力，形成刚性智能凝胶。综合考虑现场配液能力，注入能力及体系降低地层漏失能力和承压能力，第二堵剂配方为：清水+氯化钙或氯化镁+6％光亚凝胶溶液，现场配制完后立刻注入。第一堵剂和第二堵剂的注入用量体积VA的计算公式及方法同实施例1中的计算方法。
步骤S4、向套管内注入第三堵剂，然后注入清水将第三堵剂顶到套管漏损点，预留灰面位于套管漏损点上部，形成第三段塞；依靠固井水泥浆综合强度保证施工高承压能力和时效性，有利于地层封隔和防窜。
步骤S5、关井候凝72h，如果挤注过程中有压力，候凝期间在井口安装压力表，监测套管压力。
步骤S6、候凝结束后，若井口有压力，缓慢泄压；若井口无压力，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞，最后检测套管的堵漏封窜是否合格。
综上所述，本发明提供的管外窜管外漏治理方法只用了光亚智能凝胶干粉、清水、无机盐和常规固井水泥，且用量都较少，施工简单，可以用常规泥浆罐进行配制，用修井泵车或泥浆泵泵入，工程投资低，施工费用低；相比纯固井水泥浆治理和树脂类封堵剂治理，降低了成本；对油气生产井特别是浅层套管破损造成管外窜管外漏治理一次成功率达到90％以上。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、分别配置第一堵剂、第二堵剂和第三堵剂，所述第一堵剂为质量百分浓度不超过1.5％的非交联凝胶溶液，所述第二堵剂为现配现用的质量百分浓度大于或等于4％的非交联凝胶溶液，该凝胶溶液中含有可溶性无机盐；所述第三堵剂为现配现用的水泥浆；
S2、向套管内注入清水测吸水指数，根据地层吸水量初步预测堵剂用量；
S3、关闭套管闸门，下油井管柱或者光井筒，向套管内先后挤注第一堵剂和第二堵剂，挤注压力为漏层破裂压力和井口最大承压、水泥悬空塞承压三者中的最小值，第二堵剂注入结束后，静止4h；
S4、向套管注入第三堵剂，然后注入清水将第三堵剂顶到套管漏损点，预留灰面位于套管漏损点上部；
S5、关井候凝72h；
S6、候凝结束后，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞，检测套管的堵漏封窜是否合格。
2.如权利要求1所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述第一堵剂是由光亚智能凝胶干粉溶于清水中配置得到的质量百分浓度1.2～1.5％的光亚智能凝胶溶液。
3.如权利要求1所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述第二堵剂的配置方法：现配现用，首先将可溶性无机盐溶于清水中，无机盐质量百分浓度1～10％，然后加入光亚智能凝胶干粉，配置得到质量百分浓度4～6％的光亚智能凝胶溶液。
4.如权利要求3所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钠、氯化钠的质量百分浓度为5～10％。
5.如权利要求3所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钙或氯化镁，氯化钙或氯化镁的质量百分浓度为1～5％。
6.如权利要求1所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述步骤S2中清水注入量为3～5m3。
7.如权利要求6所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，步骤S3中，在油气井井深情况下，下油井管柱至套管漏损点的上部；油气井井浅情况下就光井筒。
8.如权利要求7所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述步骤S3中，第一堵剂和第二堵剂的用量体积VA的计算公式为：
9.如权利要求8所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述步骤S5中，关井候凝72h，如果挤注过程中有压力，候凝期间在井口安装压力表，监测套管压力。
10.如权利要求9所述的油气生产井管外窜管外漏治理方法，其特征在于，所述步骤S6中，候凝结束后，若井口有压力，缓慢泄压；若井口无压力，卸井口采用管柱探灰浆塞面，钻塞。
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