CN110242247A - 一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法及暂堵剂 - Google Patents

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    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices, or the like

Abstract

本发明公开了一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法及暂堵剂。所述包括：根据储层孔隙度φ、射孔段厚度h和暂堵半径ra，确定暂堵液用量，再确定暂堵剂、水和悬浮剂的用量；将地面管线、移动式注入装置和配液罐依次连接，试压，将暂堵剂、水和悬浮剂混合后通过移动式注入装置注入到注水井的射孔段内。所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀单体和增稠剂。本发明利用暂堵剂、悬浮剂、水混合后通过计量泵车注入地层，发生交联反应形成胶塞，对射孔段进行有效封堵，从而减少井口溢流，降低井口压力，保证起下管柱施工的顺利进行。当施工结束，72‑120h后，通过降解剂能够实现暂堵剂的自动降解，降解产物不会对油层造成伤害。

Description

一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法及暂堵剂
技术领域
本发明属于油田开发领域，特别涉及一种注水开发过程中注水井起下管柱的施工方法，具体为一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法及暂堵剂。
背景技术
随着油田开发的深入，注水井检修、措施增注作业量越来越大，常规检串作业采用井口放喷溢流，降低压力后进行施工，这种作业方式存在施工周期长(30天左右)、放空水量大(2000-3000m3)、破坏注采平衡、浪费能源、污染环境等众多问题。随着环保要求的逐步提高，作业废水排放难度增大，作业废水的拉运操作成本增加，影响井筒治理工作的正常开展。目前油田引进了注水井带压作业技术，该技术能够很好地解决以上问题，其原理是在井筒有压力的情况下，依靠油管堵塞工具与带压作业设备配合，不放喷起下管柱的一种先进的井下作业技术。该技术的引进，有效解决了注水井泄压的问题，但费用较高，单井带压作业15万左右，且施工复杂，受人员、设备、费用等影响，施工进度慢、不能彻底解决现场问题。因此，有必要开展一种成本低、施工简单的快速暂堵的技术。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法及暂堵剂，施工方法简单，成本低，操作方便，能够实现快速暂堵，并且暂堵剂能够自动降解，安全环保。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，包括以下步骤：
步骤(1)根据储层物性相关参数及实验室数据，确定暂堵液用量：m＝πaρ[r2h1(1-φ)+(r+h2)2(h1+h2)φ]×10-3
式中：m—暂堵液用量，kg；ρ—暂堵液密度，g/cm3；α—附加系数，取值1～2；r—炮眼半径，cm；h1—炮眼深度，cm；h2—增大炮眼半径计算值；—地层平均孔隙度；
步骤(2)根据步骤(1)计算的暂堵液用量，按照1：5：1.5的质量比分别确定暂堵剂、水和悬浮剂的用量；
步骤(3)根据步骤(2)确定的暂堵剂、水和悬浮剂用量准备，同时准备移动式注入装置、配液罐和地面管线；
步骤(4)将地面管线、移动式注入装置和配液罐依次连接，并进行试压；试压结束后打开井口阀门，将暂堵剂、水和悬浮剂按确定用量混合后，通过移动式注入装置按照1～2方/小时的注入速度，将混合液注入到注水井的射孔段内；
步骤(5)关闭井口阀门，拆除地面管线，关井候凝5小时；
步骤(6)关井候凝5小时后，打开注水井井口阀门，观察井口压降，若0.5小时内注水压力下降至1MPa以下，判断射孔段已经有效封堵，若0.5小时内井口压降后注水压力在1MPa以上，说明射孔段部分封堵或未封堵，需要重新按照步骤(1)-(5)再次封堵射孔段；直至有效封堵。
优选的，所述暂堵剂抗温抗盐，其适应温度为60-110℃，适应矿化度为2000-30000，适应pH值为6-7。
优选的，所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀单体和增稠剂；所述的降解剂用于在暂堵剂交联凝固72-120h后对有机膨胀单体进行降解。
优选的，所述的悬浮剂包括甲醛，以及丙酮缩聚物、木质素磺酸盐和聚萘磺酸盐的任意一种。
优选的，暂堵剂注入射孔段后5h后，承压能力为120MPa。
优选的，暂堵剂在60-70℃的条件下交联凝固，凝固96-120h后开始自然降解，暂堵剂在超过70℃的条件下交联凝固，凝固72-96h后开始自然降解。
优选的，所述的移动式注入装置排量为8.3-35L/min。
优选的，步骤(1)中，暂堵半径ra根据所属区块室内岩心驱替实验数据所得。
一种用于注水井起下管柱施工的暂堵剂，所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀单体和增稠剂；所述的降解剂用于在暂堵剂交联凝固72-120h后对有机膨胀单体进行降级；所述暂堵剂的适应温度为60-110℃，适应矿化度为2000-30000，适应pH值为6-7。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，利用暂堵剂、悬浮剂、水混合后通过计量泵车注入地层，在60℃～110℃井温条件下发生交联反应形成可承受120MPa以上压差的胶塞，对射孔段进行有效封堵，从而减少井口溢流，降低井口压力，保证起下管柱施工的顺利进行。当施工结束，72-120h后，通过降解剂能够实现暂堵剂的自动降解，降解产物不会对油层造成伤害。
附图说明
图1为本发明实例中所述暂堵方法的施工示意图。
图中：注水井1，计量泵车2，配液罐3，水罐4，暂堵剂罐5，悬浮剂罐6。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，将暂堵剂、水、悬浮剂在地面配液罐混合后，通过计量泵车按照1～2方/小时的注入速度，将混合液注入到注水井的射孔段内，然后关井侯凝，堵剂交联后封堵射孔段。5小时后，打开注水井的井口，观看井口溢流，如果井口压力快速下降，若0.5小时内压力小于1MPa，判断射孔段有效封堵。
所述暂堵剂、水和悬浮剂的质量比为1：5：1.5。
所述暂堵剂抗温抗盐，适应温度为60-110℃，适应矿化度为2000-30000，适应pH值为6-7。
所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀体和增稠剂；所述的悬浮剂包括甲醛，以及丙酮缩聚物、木质素磺酸盐和聚萘磺酸盐的任意一种。
本发明所述的暂堵剂进入地层后4-5h开始凝固，凝固后，可承压能力为120MPa。60-70℃条件下，凝固96-120h后开始自然降解，超过70℃条件下，凝固72-96h后开始自然降解，降解产物不会对储层造成伤害。
如图1所示，具体实施过程如下，
(1)根据储层物性相关参数及实验室数据，确定暂堵液用量：m＝πaρ[r2h1(1-φ)+(r+h2)2(h1+h2)φ]×10-3
式中：m—暂堵液用量，kg；ρ—暂堵液密度，g/cm3；α—附加系数，取值1～2；r—炮眼半径，cm；h1—炮眼深度，cm；h2—增大炮眼半径计算值；—地层平均孔隙度；
(2)根据步骤(1)计算的暂堵液用量，按照1：5：1.5的质量比分别确定暂堵剂、水和悬浮剂的用量；
(3)根据步骤(2)确定的暂堵剂、水和悬浮剂用量准备，一台压力等级30MPa的移动式注入装置，本优选实例中以计量泵车2一台为例进行说明，准备3方配液罐3一具，水罐4、暂堵剂罐5和悬浮剂罐6各一具，以及一套外径73毫米内径62毫米的地面管线；
2)将水罐4、暂堵剂罐5和悬浮剂罐6连接在配液罐3上，配液罐3输出端依次连接计量泵车2和地面管线；将暂堵剂、清水和悬浮剂，按照1：5：1.5质量配比在配液罐中进行搅拌混合；
3)连接工艺流程，如图1所示，将配液罐3输出端和计量泵车2输入端连接后，关闭配液罐3的来水阀门，按照正常注入流程，用计量泵车2按照1～2方/小时的注入速度将混合物注入到注水井1油层段位置的射孔段；
4)停泵，关闭注水井井口阀门，拆除地面管线，关井候凝5小时。
5)关井候凝5小时后，打开井口取样口，观察井口溢流及注水压力变化。当注水井井口压力快速下降，若0.5小时内注水压力快速下降至1MPa以下，判断射孔段有效封堵；按照SY/T 5587.1-1993《油水井常规修井作业注水井调配作业规程》进行正常施工。若0.5小时内井口压降缓慢，0.5小时后注水压力在1MPa以上，说明射孔段部分封堵或未封堵，需要重新按照步骤(1)-(5)再次封堵射孔段。

Claims (9)

1.一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)根据储层物性相关参数及实验室数据，确定暂堵液用量：m＝πaρ[r2h1(1-φ)+(r+h2)2(h1+h2)φ]×10-3
式中：m—暂堵液用量，kg；ρ—暂堵液密度，g/cm3；α—附加系数，取值1～2；r—炮眼半径，cm；h1—炮眼深度，cm；h2—增大炮眼半径计算值；—地层平均孔隙度；
步骤(2)根据步骤(1)计算的暂堵液用量，按照1：5：1.5的质量比分别确定暂堵剂、水和悬浮剂的用量；
步骤(3)根据步骤(2)确定的暂堵剂、水和悬浮剂用量准备，同时准备移动式注入装置、配液罐和地面管线；
步骤(4)将地面管线、移动式注入装置和配液罐依次连接，并进行试压；试压结束后打开井口阀门，将暂堵剂、水和悬浮剂按确定用量混合后，通过移动式注入装置按照1～2方/小时的注入速度，将混合液注入到注水井的射孔段内；
步骤(5)关闭井口阀门，拆除地面管线，关井候凝5小时；
步骤(6)关井候凝5小时后，打开注水井井口阀门，观察井口压降，若0.5小时内注水压力下降至1MPa以下，判断射孔段已经有效封堵，若0.5小时内井口压降后注水压力在1MPa以上，说明射孔段部分封堵或未封堵，需要重新按照步骤(1)-(5)再次封堵射孔段；直至有效封堵。
2.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，所述暂堵剂抗温抗盐，其适应温度为60-110℃，适应矿化度为2000-30000，适应pH值为6-7。
3.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀单体和增稠剂；所述的降解剂用于在暂堵剂交联凝固72-120h后对有机膨胀单体进行降解。
4.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，所述的悬浮剂包括甲醛，以及丙酮缩聚物、木质素磺酸盐和聚萘磺酸盐的任意一种。
5.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，暂堵剂注入射孔段后5h后，承压能力为120MPa。
6.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，暂堵剂在60-70℃的条件下交联凝固，凝固96-120h后开始自然降解，暂堵剂在超过70℃的条件下交联凝固，凝固72-96h后开始自然降解。
7.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，所述的移动式注入装置排量为8.3-35L/min。
8.根据权利要求1一种用于注水井起下管柱施工的暂堵方法，其特征在于，步骤(1)中，暂堵半径ra根据所属区块室内岩心驱替实验数据所得。
9.一种用于注水井起下管柱施工的暂堵剂，其特征在于，所述的暂堵剂包括降解剂、有机膨胀单体和增稠剂；所述的降解剂用于在暂堵剂交联凝固72-120h后对有机膨胀单体进行降级；所述暂堵剂的适应温度为60-110℃，适应矿化度为2000-30000，适应pH值为6-7。
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