《耐温135℃凝胶堵漏技术研究及其在普光气田的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《耐温135℃凝胶堵漏技术研究及其在普光气田的应用（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、耐温耐温135135凝胶堵漏技凝胶堵漏技术术研究研究及其在普光气田的及其在普光气田的应应用用钻井工程技术研究院钻井工程技术研究院二九年八月二九年八月20092009年度钻井液与年度钻井液与完井液技术研讨会完井液技术研讨会汇报内容汇报内容一、普光地区承压堵漏和气井暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和气井暂堵技术难点二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技
2、技 术术 研研 讨讨 会会普光地区开发井在中完或完井过程中两项重要技术：普光地区开发井在中完或完井过程中两项重要技术：p承压堵漏技术承压堵漏技术：满足固井对地层承压能力要求；：满足固井对地层承压能力要求；p气井暂堵技术气井暂堵技术：解决普光地区气井射孔后溢流或井漏。：解决普光地区气井射孔后溢流或井漏。一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点 普光地区构造复杂，海陆相共存，埋藏深，压力层系多，普光地区构造复杂，海陆相共存，埋藏深，压力层系多，裸眼井段长。复杂的地质条件导致承压堵漏和气井暂堵分裸眼井段长
3、。复杂的地质条件导致承压堵漏和气井暂堵分别存在很多技术难点。别存在很多技术难点。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会承压堵漏技术难点承压堵漏技术难点: :p 裸眼井段长裸眼井段长2200m2200m以上，裂缝、孔隙漏失并存；以上，裂缝、孔隙漏失并存；p 漏层孔喉尺寸大小不确定；漏层孔喉尺寸大小不确定；p 地层承压能力和设计承压要求差别大，承压要求高；地层承压能力和设计承压要求差别大，承压要求高；p 承压堵漏时有裂缝张开，压力越高，裂缝开启程承压堵漏时有裂缝张开，压力越高，裂缝开启程 度越大，不同裂缝开启压力有差异。度越大，不同裂
4、缝开启压力有差异。目前常规桥塞堵漏技术堵漏一次成功率常低于目前常规桥塞堵漏技术堵漏一次成功率常低于40%40%。一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会p 气层温度高（达到气层温度高（达到130130）；）；p 气层埋藏深（超过气层埋藏深（超过5000m5000m）；）；p 射孔段长、地层渗透率差异大；射孔段长、地层渗透率差异大；p H H2 2S S含量高。含量高。 常规暂堵剂存在与漏失通道难以匹
5、配、抗温能力不足等常规暂堵剂存在与漏失通道难以匹配、抗温能力不足等问题，施工难度大，目前国内尚无成熟技术。问题，施工难度大，目前国内尚无成熟技术。气井气井暂暂堵技堵技术难术难点：点：一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会 针对普光气田堵漏技术存在的以上难点，研究形成了针对普光气田堵漏技术存在的以上难点，研究形成了抗温抗温135135凝胶堵漏技术，可满足海相地层长裸眼段承压凝胶堵漏技术，可满足海相地
6、层长裸眼段承压堵漏及气井暂堵技术需求，已在普光地区取得良好的应堵漏及气井暂堵技术需求，已在普光地区取得良好的应用效果，尤其是高含硫气田气井暂堵技术，达到国内领用效果，尤其是高含硫气田气井暂堵技术，达到国内领先水平，具有广阔的应用前景。先水平，具有广阔的应用前景。一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会汇报内容汇报内容一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二、耐温二、耐温
7、135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会 自主研发出抗温自主研发出抗温135135以上的凝胶新材料以上的凝胶新材料NFJ-1NFJ-1，由，由自主研发的含有自主研发的含有-SO-SO3 3H H基团的耐温耐盐单体基团的耐温耐盐单体2-2-丙烯酰胺丙烯酰胺基基-2-2-甲基丙磺酸（甲基丙磺酸（AMPSAMPS）、）、含有苯环侧基的有机单体含有
8、苯环侧基的有机单体和含和含-Si-C-Si-Si-C-Si-结构的耐温材料聚合反应而成，具有结构的耐温材料聚合反应而成，具有5-105-10倍的膨胀能力，是一种有韧性、能变形的弹性材料倍的膨胀能力，是一种有韧性、能变形的弹性材料。 二、耐温二、耐温二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会提高凝胶分子链的热稳定性提高凝胶分子链的热稳定性：p引入引入AMPSAMPS单体单体 增加分子链刚性增加分子链刚性，提高碳链热
9、稳定提高碳链热稳定性性p引入环状侧基单体引入环状侧基单体 利用利用位阻效应，位阻效应，增大增大分子运动阻力分子运动阻力，提高热稳定性提高热稳定性p引入无机抗温材料引入无机抗温材料 含含-Si-C-Si-Si-C-Si-的结构进一步改善分子链的刚性和强度。的结构进一步改善分子链的刚性和强度。二、耐温二、耐温二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会室温室温条件条件下下24h24h膨胀膨胀7.47.4倍，倍，10d1
10、0d膨胀膨胀9 9倍；倍；135135条件下养护条件下养护10d10d，膨胀倍数为膨胀倍数为8 8倍倍。图图1 1 不同温度及养护时间条件下膨胀倍数不同温度及养护时间条件下膨胀倍数膨膨胀胀能力能力评评价：价：二、耐温二、耐温二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会热稳热稳定性定性评评价：价： 普通凝胶：普通凝胶：1d后膨胀倍数明显下降，后膨胀倍数明显下降，3d后全部溶解后全部溶解 NFJ凝胶：凝胶：10d时膨胀
11、倍数为时膨胀倍数为8左右左右 NFJ凝胶具有良好的高温稳定性，能满足高温凝胶具有良好的高温稳定性，能满足高温(135(135) )条件下条件下的堵漏技术要求。的堵漏技术要求。二、耐温二、耐温二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会酸溶性酸溶性评评价：价： 试验试验条件条件酸溶前酸溶前M1/g酸溶后酸溶后M2/gL（酸溶率）（酸溶率）/%室温室温504.092135501.597 凝胶（凝胶（NFJ）酸溶率均在）
12、酸溶率均在90%以上，可满足储层堵漏以上，可满足储层堵漏后期酸压解堵作业及储层保护技术要求。后期酸压解堵作业及储层保护技术要求。 凝胶材料室温和凝胶材料室温和凝胶材料室温和凝胶材料室温和135135酸溶率酸溶率酸溶率酸溶率二、耐温二、耐温二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会注：酸溶率注：酸溶率L=（M1-M2）/M1 为了进一步模拟凝胶（为了进一步模拟凝胶（NFJNFJ）对地层温度及压力下）对地层温度及压力
13、下的适应性，将凝胶样品挂于文东油田文的适应性，将凝胶样品挂于文东油田文13-29813-298水井尾水井尾管处，模拟井下条件评价热稳定性。管处，模拟井下条件评价热稳定性。p井深井深 2900m2900mp总矿化度总矿化度151510104 4 mg/L mg/L 其中其中 CaCa2+2+：8500 mg/L8500 mg/L Mg Mg2+2+：800 mg/L800 mg/L 凝胶在井内放置凝胶在井内放置90d90d后，仍然保持较好的强度和韧后，仍然保持较好的强度和韧性，表明其具有较好的耐温、耐压及抗盐性能。性，表明其具有较好的耐温、耐压及抗盐性能。现场现场适适应应性：性：二、耐温二、耐温
14、二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会汇报内容汇报内容一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技
15、 术术 研研 讨讨 会会 根据普光地区地层特点及承压堵漏技术要求，以不同粒径根据普光地区地层特点及承压堵漏技术要求，以不同粒径凝胶为主剂，优化架桥颗粒种类及堵漏材料粒径级配，形成凝胶为主剂，优化架桥颗粒种类及堵漏材料粒径级配，形成了凝胶承压堵漏技术。了凝胶承压堵漏技术。 技术特点：技术特点：p 可受压变形，与不同大小的漏失通道适应性好可受压变形，与不同大小的漏失通道适应性好p 承压强度承压强度15MPa15MPa、抗温、抗温135135p 适于裂缝性、孔隙性漏失和长裸眼井段的承压堵漏。适于裂缝性、孔隙性漏失和长裸眼井段的承压堵漏。p 可酸溶，能用于储层堵漏可酸溶，能用于储层堵漏堵漏配方：堵漏配
16、方：携带携带液液+(3% 5%)GD-2 +(3% 5%)GDJ-1 +(5%12%)核桃壳核桃壳+(3%5%)凝胶。凝胶。三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用1、性能评价、性能评价（1）堵漏能力）堵漏能力凝胶堵漏剂封堵层形成快，承压强度高，达到凝胶堵漏剂封堵层形成快，承压强度高，达到15Mp
17、a15Mpa；常规堵漏剂封堵层形成慢，承压强度低，不到常规堵漏剂封堵层形成慢，承压强度低，不到 4MPa4MPa。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用（2）封堵强度）封堵强度堵漏强度试验对比堵漏强度试验对比漏失类型漏失类型 模拟漏层模拟漏层堵剂类型堵剂类型堵漏强度堵漏强度/ /MPaMPa大型漏失大型漏失(40m(40m3 3/h)/h)101030 mm30 mm石石子子 凝胶堵剂凝胶堵剂1414 常规桥堵剂
18、常规桥堵剂2.42.4大型漏失大型漏失(2040m3/h) )5 520 20 目砂粒目砂粒 凝胶堵剂凝胶堵剂1616 常规桥堵剂常规桥堵剂6 6 可以看出，在不同模拟漏失层中，凝胶堵剂的堵漏强度均可以看出，在不同模拟漏失层中，凝胶堵剂的堵漏强度均远远大于常规桥堵剂的堵漏强度。远远大于常规桥堵剂的堵漏强度。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用2、现场应用：、现场应用： 凝胶承压堵漏技术在普光气田凝胶承压堵漏技术
19、在普光气田PA-2PA-2、P4-2P4-2等等5 5口井进行了承口井进行了承压堵漏，成功率压堵漏，成功率100%100%。 普光凝胶承压堵漏统计普光凝胶承压堵漏统计井号井号承压堵漏承压堵漏井段井段/m泥浆密度泥浆密度（g/cm3）井底当量井底当量密度密度(g/cm3)地层承压堵漏过程和结果概述地层承压堵漏过程和结果概述P301-45100-57001.401.55配凝胶堵漏浆配凝胶堵漏浆100m3，固井顺利。，固井顺利。P104-25950-61381.351.50配凝胶堵漏浆配凝胶堵漏浆50m3，少量多次挤注，少量多次挤注，固井未漏失。固井未漏失。P103-25781-60911.331.
20、50配堵凝胶漏浆配堵凝胶漏浆59m3和和45m3两次挤堵，两次挤堵，固井顺利。固井顺利。P102-25500-62001.351.53配配40m3凝胶堵漏浆替浆凝胶堵漏浆替浆50m3，少量多，少量多次挤注，固井施工未漏失。次挤注，固井施工未漏失。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会汇报内容汇报内容一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四
21、、凝胶气井暂堵技术研究及应用五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用 针对普光气田气井暂堵技术要求，采用低膨胀凝胶为针对普光气田气井暂堵技术要求，采用低膨胀凝胶为主剂、配合悬浮稳定剂、优化架桥颗粒种类及堵漏材料主剂、配合悬浮稳定剂、优化架桥颗粒种类及堵漏材料粒径级配，形成高含硫气田气井作业暂堵技术。粒径级配，形成高含硫气田气井作业暂堵技术。p 抗温抗温130130、暂堵强度大于、暂堵强度大于15MPa15MPap 酸溶率大于酸溶率大于90%90%p 适用于适
22、用于类、类、类、类、类气层暂堵作业施工。类气层暂堵作业施工。暂堵剂配方：暂堵剂配方：甲酸盐压井液甲酸盐压井液+悬浮剂（悬浮剂（5%6%）+暂堵材料暂堵材料 （8%12%） 2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会（1）与压井液的配伍性）与压井液的配伍性配方配方AV/mPa.sPV/mPa.sQ10s/PaQ10min/Pa暂堵浆：甲酸钠溶液暂堵浆：甲酸钠溶液（1：1）室温室温22171.51120/16h241822暂堵浆：甲酸钠溶液暂堵浆：甲酸钠溶液（2：1）室温室温321722120/16h3021221、性能评价：、性能评价：
23、结果表明暂堵浆与结果表明暂堵浆与80%甲酸盐溶液甲酸盐溶液1：1比例混合不影响性能。比例混合不影响性能。 四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会（2）暂堵承压能力）暂堵承压能力模拟孔洞、裂缝漏失承压能力随挤入量变化曲线模拟孔洞、裂缝漏失承压能力随挤入量变化曲线模拟孔隙漏失承压能力随挤入量变化曲线模拟孔隙漏失承压能力随挤入量变化曲线四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用 从图中看出，凝胶暂堵剂承压强度高，能达到从图中看出，凝胶暂堵剂承压强度高，能达到1
24、5MPa15MPa。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会2、现场应用：、现场应用： 凝胶暂堵技术于凝胶暂堵技术于 P102-2、P301-2、P302-3等等30余口井进行了暂堵技术余口井进行了暂堵技术施工，一次堵漏成功率施工，一次堵漏成功率100%。以以P302-2P302-2井暂堵技术施工为例井暂堵技术施工为例: :四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用完钻井深完钻井深/m射孔井段射孔井段/m射孔段厚射孔段厚/m井段跨度井段跨度/m施工时间施工时间5770.05093.95688.3518.3594.4
25、08年年7月月8日日层位层位井段（井段（m）测井解释（测井解释（m/层）层）一类气层一类气层二类气层二类气层三类气层三类气层飞仙飞仙关组关组飞三段飞三段5093.95095.9/1.0/1飞一二飞一二段段5101.05583.635.2/780.8/14327.7/19长兴组长兴组5600.95688.3/3.5/270.1/7飞一二段储层厚度大，井段集中，以三类储集层为主。飞一二段储层厚度大，井段集中，以三类储集层为主。长兴组储集层分布集中，只发育二、三类气层，一类气层不发育。长兴组储集层分布集中，只发育二、三类气层，一类气层不发育。2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完
26、完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会 现场配制暂堵浆现场配制暂堵浆60m60m3 3，暂堵浆密度，暂堵浆密度1.28g/cm1.28g/cm3 3，暂堵剂，暂堵剂浓度浓度6%6%，入井暂堵浆，入井暂堵浆56m56m3 3，挤入地层，挤入地层50m50m3 3，最高施工压力，最高施工压力（套压）达到（套压）达到17MPa17MPa后压开地层，套压降至后压开地层，套压降至10MPa10MPa，继续，继续挤注套压升至挤注套压升至14MPa14MPa后不再上升，通过多次静止观察再持续后不再上升，通过多次静止观察再持续挤注套压仍然未见上升，静止挤注套压仍然未见上升，静止60min60min后套压
27、降至后套压降至0MPa0MPa。 静止循环观察静止循环观察5d5d后，循环返出的压井液全烃值有显示可以后，循环返出的压井液全烃值有显示可以看出，该井通过暂堵施工有效的降低了地层的渗透率，且施看出，该井通过暂堵施工有效的降低了地层的渗透率，且施工后未发现有气侵、溢流和漏失现象，达到了封堵炮眼保护工后未发现有气侵、溢流和漏失现象，达到了封堵炮眼保护储层及保障起下管柱安全的施工目的。储层及保障起下管柱安全的施工目的。施工过程：施工过程：四、西部深井堵漏建议四、西部深井堵漏建议2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会汇报内容汇报内容一、普光
28、地区承压堵漏和暂堵技术难点一、普光地区承压堵漏和暂堵技术难点二、耐温二、耐温135135凝胶聚合物合成及性能评价凝胶聚合物合成及性能评价三、凝胶承压堵漏技术研究及应用三、凝胶承压堵漏技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用四、凝胶气井暂堵技术研究及应用五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会p合成出合成出耐温耐温135135凝胶聚合物凝胶聚合物，膨胀，膨胀5-125-12倍可调，酸溶率大倍可调，酸溶率大于于90%90%，具有良好弹性。，具有良好弹性。p形成了抗温形成了抗温135135、承压达到、承压达到15MPa
29、15MPa的承压堵漏技术及凝胶的承压堵漏技术及凝胶气井暂堵技术。气井暂堵技术。p凝胶承压堵漏技术凝胶承压堵漏技术在普光在普光PA-2PA-2等等5 5口井成功应用，成功率口井成功应用，成功率100%100%，堵漏强度高，现场适应性好，满足普光地区长裸眼，堵漏强度高，现场适应性好，满足普光地区长裸眼段高强度承压堵漏的需要。段高强度承压堵漏的需要。p凝胶气井暂堵技术在普光凝胶气井暂堵技术在普光P102-2P102-2等等3030余口井成功应用，一余口井成功应用，一次成功率次成功率100%100%，提高了，提高了、类产层的承压能力，有利于类产层的承压能力，有利于充分释放产能。为解决试气投产作业中出现井漏和溢流问题，充分释放产能。为解决试气投产作业中出现井漏和溢流问题，加快了普光气田产能建设的步伐提供技术保障。加快了普光气田产能建设的步伐提供技术保障。 五、结论五、结论2 0 0 9 2 0 0 9 钻钻 井井 液液 与与 完完 井井 液液 技技 术术 研研 讨讨 会会敬请专家指导敬请专家指导
