《阳离子化学堵漏技术在钻井及开发中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阳离子化学堵漏技术在钻井及开发中的应用（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、阳离子化学堵漏技术 在钻井及开发中的应用,汇 报 内 容,一.堵漏堵水技术发展回顾 二.阳离子化学堵漏堵水技术研究 三.严重井漏堵漏及开发井堵水技术,一.堵漏堵水技术发展回顾,井漏是石油钻探过程中普遍存在的复杂问题。 井漏引起的井下复杂事故，对钻井施工造成极大危害，是石油工程界十分关注的问题 井漏及开发井堵水成为国内外石油工程界至今尚未完全解决的技术难题。,发生井漏的原因, 井筒内的液柱压力大于地层孔隙、裂缝或溶洞中流体的压力，对地层存在正压差； 地层中存在漏失通道，以及较大的足够容纳漏失液体的空间； 漏失通道的开口尺寸大于外来工作液中固相的粒径。,开发井出水的原因,1.油层周边存在边水或底水
2、； 2.边水或底水与油层存在流动通道； 3.边水或底水的压力大于油层压力； 4.油水同层; 5.水的流动阻力小于原油的流动阻力。,堵漏技术发展历程,1.遇漏就堵，以堵为主，堵漏成功率低的初始阶段;2.以堵为主,堵防结合,堵漏技术发展阶段;3.以防为主,防堵结合,防漏堵漏科学发展阶段。,堵漏技术优缺点分析,1、桥接材料堵漏技术 桥接堵漏是利用不同形状、不同尺寸、变形惰性材料，以不同的配方混于钻井液中直接注入漏层的一种堵漏技术。 技术关键：“架桥” 当颗粒选择恰当时，形成裂缝喉道内架桥封堵，封堵层厚且致密；,利用桥架粒子在裂缝喉道处先形成架桥，在充填粒子的充填作用下形成致密封堵层。,裂缝,1、桥接
3、材料堵漏技术,当颗粒偏大时， 形成裂缝端口卡喉，造成假堵现象，堵漏材料在漏层井壁附近堆积，封堵层疏松不致密，未进入漏层深部，下钻通井易再次漏失。,裂缝,裂缝, P,裂缝端口,裂缝端口,1、桥接材料堵漏技术,堵漏成功率低的原因：“封门”,1、桥接材料堵漏技术优缺点,优点:(1)经济、方便、安全；(2)对钻井液性能影响小等； 缺点：(1)桥堵剂与漏层孔喉半径匹配困难； （2）桥堵剂抗温、抗压能力差； （3）用量大，堵漏成功率低。,2、高失水剂堵漏技术,堵漏原理：“封壁”破坏胶体稳定，在渗透性地层快速失水，在井壁近处形成厚泥饼,起到封堵作用。,2、高失水剂堵漏技术优缺点,优点： （1）堵漏施工时间短
4、，施工工艺简单； （2）堵漏剂用量少。 缺点： （1）泥饼承压能力差； （2）易发生粘附卡钻； （3）对裂缝、溶洞型漏失堵漏效果差。,图3-2 复合颗粒在裂缝中架桥示意图,3、稠化堵漏技术,裂缝端口,堵漏原理:”阻流” 大幅度提高流体粘度,增加流动阻力。同类堵漏技术有：剪切稠化堵漏；柴油-水泥-膨润土堵漏；双液法堵漏;吸水膨胀堵漏;稠泥浆堵漏等。,3、稠化堵漏技术优缺点,裂缝端口,优点: （1）密度低，交联后粘度高； （2）交联前粘度低，渗透能力强，可封堵微孔缝洞。 缺点： （1）高分子化学材料价格贵； （2）强度低、承压能力差; （3）耐温抗盐性能差 。,4.无机凝胶堵漏技术,堵漏原理：“隔
5、断”,地层被压裂、封堵示意图,主要以水泥及稠化物为主，固结后形成水泥石，将漏失通道隔开，达到堵漏的目的。另外还有MTC技术、石灰乳堵漏技术等.,4.无机凝胶堵漏技术,水泥堵漏优缺点:,地层被压裂、封堵示意图,(1)优点: 固化物承压能力高. (2)缺点: 1).施工风险大; 2).水泥浆密度高,扩散速度快; 3).裂缝上侧易形成窜流层,堵漏成功率低.,二、阳离子化学堵漏原理,堵漏原理： “阻流”+”隔断”,阳离子化学堵漏理论依据,（1）地层特点： 地层是由不同矿物构成，表面带负电荷，易于阳离子物质发生吸附、置换反应，与地层表面带负电的页岩形成复合体 。,阳离子化学堵漏理论依据,（2）漏失通道流
6、体特点： 流提成分：钻井液或水、油、气。 常规钻井液表现为负电性，易于阳离子物助发生化学反应。 反应物特征：粘度急剧升高，胶体稳定性变差，流动阻力大。,阳离子化学堵漏理论依据,（3）离子固化反应： 正电性堵漏交联剂加入堵漏基浆中，与钻井液粘土悬浮颗粒形成“复合体” ，并发生离子化学固化反应。,3、 阳离子化学稠化固结堵漏 剂,化学固结剂作用原理,一是在催化剂的作用下，诱发化学活性堵漏剂发生交联反应，改善对大型溶洞、裂缝的封堵能力；二是在反应过程中，能大量释放热量和吸水膨胀。反应速度的升高，加快化学交联及活性基团间的固结反应，达到快速堵漏的目的。,4、阳离子化学堵漏机理,封 得 严,固 得 牢,
7、停 得 住,进 得 去,化学堵漏剂进入漏失通道，在地层温度、压力作用下，各组分之间发生物理化学反应，形成了最佳协同效应，使各组分在漏失通道中首先与钻井液作用发生滞流，随流动速度的降低，迅速发生交联、固结反应，达到封堵漏失通道的效果。 随封固段的延长，承压能力提高(15MPa/m）。,化学堵漏剂具备的性能：,进得去、停得住、固得牢、封得严、承压高,5、阳离子化学堵漏配方组成,正电性化学交联剂 阳离子化学稠化固结剂 阳离子吸水膨胀剂 化学引发剂 粘度调控剂 低密度填充剂,6、阳离子化学堵漏特点,交联时间 可控、可调 堵漏浆密度 可控、可调 堵漏浆粘度 可控、可调 堵漏浆稠化时间 可控、可调 固结强
8、度 可控、可调 配制、施工工艺 简单、安全,三.严重井漏堵漏及开发井 堵水技术,堵漏剂都是配制成流体的形态进入漏层。桥接堵漏剂遇到这种漏层也会大量漏失，而不能在漏层入口附近堆积，无法对入口处起到封堵作用。只有在漏层入口处滞留，并发生胶结硬化等作用的材料，才能有效。,处理恶性漏失的主要技术难点：, 漏层位置难以准确确定 漏速快，漏失量大 (3) 裂缝宽、孔洞大,主要解决方法： 阳离子化学堵漏法、双液堵漏法,1.失返性漏失的处理,失返性漏层主要表现:, 无法建立正常的循环，钻井液有进无出； 无法随钻堵漏,必须专堵或停钻堵； 用常规桥堵技术无法解决。,特点： 1.施工方便，材料廉价 ； 2. 固结物
9、承压能力较好； 3.广谱性堵漏体系； 4.尤其适用于地层温度不高条件下破碎地层封堵。,不足： 1.光钻杆施工 ； 2.深井施工风险较大； 3.储层伤害严重。,2、防漏堵漏技术,中型及恶性漏失封堵技术之二双液法堵漏技术,双液法堵漏技术尤其是廉价的坂土/水泥复合堵漏先后在Patolon-2、Yagyi-1x和Patolon -2st多井段使用，统计表明该技术堵漏效果明显，一次堵漏成功率高于80%，具有推广意义。,3.开发井堵水技术,（1）胜利油田草20-平17井；该井生产至2006年3月，出水严重，日出水量200多方，产油量由3吨降至0，通过多次施工，出水问题一直未得到解决，被迫停产。2012年1
10、2月1日施工，应用阳离子化学堵水剂150方，注入压力由4Mpa,上升到12Mpa，投产后，日产油5吨，目前已连续生产4个多月，产油量稳定，水层得到有效封堵。,3.开发井堵水技术,（2）胜利油田草20-平75井该井生产初期就出现水窜现象，产油量很低，未达到设计要求，效益低而停产。2013年3月29日进行水平井（水平段长500m)堵水施工，首先泵入10方油层保护液；之后泵入150方堵水液；最后泵入10方清除液。该井目前正在进行注气工作，注气压力由过去的8Mpa,提高到15Mpa.,3.开发井堵水技术,（3）孤岛采油厂GB1N11井胜利油田孤岛采油厂稠油热采已经进行20多年，产出液含水量高，气窜严重，开发效益低。2012年11月3日 ，现场使用阳离子化学堵漏封窜技术，共注入120方堵漏封窜剂，收到较好的效果。,3.开发井堵水技术,通过对GB1N11井的封窜施工，注气压力提高5Mpa,油井混合液出口温度下降5度以上，周边6口井受益，平均日增油15多吨，该封窜剂耐温达到350度。该井投入产出比达到1:100，经济效益高。,化学堵漏剂使用范围,(1) 失返性漏失地层 (2) 裂缝性漏失地层 (3) 孔洞、溶洞漏层 (4) 碎屑岩漏失地层 (5) 低压漏失性地层,化学堵漏剂使用范围,（1）开发井出水层； （2）大孔道水窜层； （3）大孔道气窜层； （4）破损套管漏失层。,请各位专家指正!,
