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1、挤水泥堵水挤水泥堵水技术在油田的应用技术在油田的应用20032003年年4 4月月汇报人：赵明凯2021/7/11挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 前 言 挤水泥封层是一项有效的封堵水挤水泥封层是一项有效的封堵水层的措施。经调查统计，挤封后可平层的措施。经调查统计，挤封后可平均降低含水率均降低含水率72%72%，挤封效果显著。，挤封效果显著。 2021/7/12一、挤水泥机理分析一、挤水泥机理分析二、水泥浆量的确定二、水泥浆量的确定三、挤入压力的确定三、挤入压力的确定四、施工工艺四、施工工艺五、现场应用及认识五、现场应用及
2、认识六、经济效益评价六、经济效益评价七、结论及建议七、结论及建议挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 使油田更年轻让用户更满意2021/7/13挤水泥机理分析挤水泥机理分析挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 吐哈油田油藏埋深一般在吐哈油田油藏埋深一般在2500-3000m,储储层物性差，非均质性强，多为小孔隙细喉道，层物性差，非均质性强，多为小孔隙细喉道，已探明石油储层绝大部分渗透率已探明石油储层绝大部分渗透率5010-3um2，属低渗透油层。储层岩石胶结良
3、好，坚固，属低渗透油层。储层岩石胶结良好，坚固致密，不易出砂。储层孔隙直径在致密，不易出砂。储层孔隙直径在1-100um之间，喉道直径平均为之间，喉道直径平均为15um。 吐哈油田地质特征2021/7/14中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤水泥机理分析挤水泥机理分析挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 目前油田由于挤封的水泥均为G级油井水泥，其大部分颗粒的半径较大，在100-150um之间，比大数地层的孔隙空间大得多。G级油井水泥的特点级
4、油井水泥的特点使油田更年轻让用户更满意2021/7/15中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤水泥机理分析挤水泥机理分析挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 挤封用的挤封用的G G级油井水泥均不能挤入级油井水泥均不能挤入地层，所以挤水泥封层只是糊炮眼。地层，所以挤水泥封层只是糊炮眼。挤水泥的目的是用水泥封堵炮眼的挤水泥的目的是用水泥封堵炮眼的通道通道 ，串槽及水泥环中存在的洞，串槽及水泥环中存在的洞缝，使套管和地层之间密封缝，使套管和地层之间
5、密封. .2021/7/16中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 水泥浆量的确定水泥浆量的确定 挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 挤入水泥浆量的确定方法为V浆=(R2-r2)h1+r2 h2式中V浆： 所需水泥浆的体积R：处理半径 r：井筒半径。 h1：油层有效厚度 ：油层的效孔隙度 h2：井筒留余水泥浆柱高度 在具体配浆时还要考虑50%的附加量 使油田更年轻让用户更满意2021/7/17中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术
6、在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 水泥浆量的确定水泥浆量的确定挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 目前吐哈油田射孔枪弹组合为89枪配89弹，102枪配127弹，孔密13-16孔/m。 下面计算一个炮眼的体积： 2021/7/18中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 水泥浆量的确定水泥浆量的确定挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 V=1/3
7、r2h89弹：V=/3（12.4/2）2180=7.2L102弹：V=/3（13.3/2）2150=6.9L127弹：V=/3（13.2/2）2500=22.8L 计算出了一个孔眼的体积，根据射孔资料提供的数据，即可求得待挤封段孔眼的总体积也就是进入孔眼的水泥浆量，再加上井筒留余水泥浆柱的体积，即为挤封所需的水泥浆量。使油田更年轻让用户更满意2021/7/19中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤入压力的确定挤入压力的确定 挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵
8、水技术在油田的应用 通常至少使挤水泥压力低于破裂压力300-500磅/英寸。最终挤入压力应大于预期的反循环压力，以便反循环时不致有水泥浆进入炮眼。 处理压力可用下计算：2021/7/110 中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤入压力的确定挤入压力的确定挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 P摩式中地面处理压力，磅英寸；井下处理压力，不能用破裂压力；井筒中液体的静水压力，磅英寸；摩摩擦阻力，因挤水泥作业一般用低排量，可以忽略不计。 使油田更年
9、轻让用户更满意2021/7/111中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤入压力的确定挤入压力的确定挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 在泵排量和井下管柱结构一定的情况下，泵压越高说明水泥浆进入挤封孔道阻力越大。这在挤封初期说明串通，漏失不严重，地层吸收性差，施工时注意调整泥浆性能；如果在挤封后期泵压增高，说明不通，漏失层被水泥浆充满，是挤封效果好的现象。2021/7/112中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用
10、取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺 1.低位替高位挤 它适用于：欲封堵层段单一或夹层较小，上部无射孔段；封堵层段吸水能力差,吸水小于200L/min.挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥方式的选择低位替高位挤使油田更年轻让用户更满意2021/7/113挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应
11、用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥方式的选择 2.高位替高位挤 它适用于吸水能力较好的层段，其优点在于施工过程简单，但当射孔段长，挤注压力高时，水泥浆不能进入射孔段下部。高位替高位挤2021/7/114中国石油中国石油取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用取换套技术在青海油田的应用 挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 由于我们推荐低压挤水泥工艺，故要求施工排量低于300L/min，有的井甚至会更低，施工排量主要由现场挤注压力调整。挤注施工排量的设计使油田更年
12、轻让用户更满意2021/7/115挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 现场经验表明要控制水泥浆的失水可从两方面着手： （1）、选择合适的水泥浆密度。经验表明水泥浆密度在1.78-1.82g/cm3 时失水适中封堵效果最佳，密度过大或过小效果均不理想； （2）、当水泥浆量超过2m3时可考虑加入合适比例的稳定剂减缓失水时间。失水控制2021/7/116挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 应用清洁的修井液
13、施工前应用清洁的无固相修井液施工前应用清洁的无固相修井液清洗欲封井段，否则不清洁液体将清洗欲封井段，否则不清洁液体将有可能堵塞炮眼，使得挤注压力升有可能堵塞炮眼，使得挤注压力升高。高。使油田更年轻让用户更满意2021/7/117挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 水泥浆的配置 大多数低压挤水泥只需少量的水泥浆，为保证混合均匀和性能一致，全部水泥浆应一次配成，泵注前应检验水泥浆的比重、失水和其他性能。 2021/7/118挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应
14、用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 缓凝剂和稳定剂的使用 使油田更年轻让用户更满意2021/7/119挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 挤注量的设计 挤注量（升）=欲挤注炮眼总数*（5-10）L； 一般对高渗挤注层取高值，低渗挤注层取低值，多层一次挤注取高值，单层一次挤注取低值， 挤封段渗透率差异大取高值，挤封段渗透率差异小取低值。2021/7/120挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田
15、的应用 附加量的设计 1）对低替高挤井，替浆后起管，油管让出一部分容积，挤注时这部分容积应附加入挤注量中。2）考虑液体的压缩系数液体我们一般都看作是一种刚性液体即是不可压缩的，而实际上它是弱可压缩的。使油田更年轻让用户更满意2021/7/121挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 附加量的设计 p： 液体的体积压缩系数Pa-1 p： 液体的体积压缩系数Pa-1 压力压力105 Pa510204080p 10-9 Pa-10.5290.5270.5210.5130.5052021/7/122挤水泥施工
16、工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 附加量的设计 液体的压缩系数随压力变化的趋势如下： 使油田更年轻让用户更满意2021/7/123挤水泥施工工艺挤水泥施工工艺挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 挤水泥施工步骤 找漏找漏求吸水求吸水挤封挤封候凝候凝钻塞钻塞2021/7/124现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 直井挤水泥应用直井挤水泥应用 温
17、西1-55井是温米油田的一口采油井，上修目的是挤水泥封S1，S2，S3。 该井需要挤封的层段多且跨度大（190m)，各层间的渗透性差异大，经过论证决定采用分层挤注法从上到下施工。 三层挤封一次合格。使油田更年轻让用户更满意2021/7/125现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 玉东平一井 采用割缝管加管外封隔器完井，为解决地层出水问题，恢复产能，决定进行水平井水平段挤水泥封堵水试验，以减少地层水对油层的伤害。 经反复论证采用光油管低位替高位挤注水泥浆施工
18、工艺方案，利用高粘度压裂液作隔离液。目的是防止水泥浆在起管过程中倒流，同时降低挤注时隔缝管的漏失量。 2021/7/126现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 玉东平一井求吸水作业示意图管外封隔器带眼管油管水层射孔孔眼水压裂液泥岩夹层油层使油田更年轻让用户更满意2021/7/127现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水
19、排量：0.3m3/min排量：0.6m3/min玉东平一井求吸水压力曲线时间时间 (min)压力(MPa)排量：0.5m3/min排量：0.8m3/min2021/7/128现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 183m玉东平一井第一次挤封结果示意图管外封隔器带眼管油管水层油层射孔孔眼水泥压裂液泥岩夹层3025 正替压裂液12m3 正替水泥浆1.8m3 顶替压裂液11.72m3 起管柱2740m 反挤清水1.4m3 蹩压9MPa侯凝使油田更年轻让用户更满意
20、2021/7/129现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 排量：排量：0.3m0.3m3 3/min/min排量：排量：0.5m0.5m3 3/min/min排量：排量：0.6m0.6m3 3/min/min排量：排量：0.8m0.8m3 3/min/min玉东平一井求吸水压力曲线时间时间 (min)压力(MPa)2021/7/130现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油
21、田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 玉东平一井封水后求吸水压降曲线时间时间 (min)压力压力(MPa)清水冻胶经过经过2626minmin降至降至3.4MPa3.4MPa经过经过4646minmin降至降至3.4MPa3.4MPa使油田更年轻让用户更满意2021/7/131玉东平一井封水用冻胶剪切性能曲线剪切时间剪切时间 (min)粘度(mpa.s)温度70,剪切速率170S-1现场应用及认识现场应用及认识挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 2、水平井挤水泥封堵水、水平井挤水泥封堵水 2021/7/132
22、经济效益评价经济效益评价挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 若若挤挤水水泥泥后后塞塞面面比比设设计计要要求求塞塞面面高高，则则需需钻钻除除多多余余的的水水泥泥塞塞，费费用用为为：11572+0.58427=15785.5元。元。若挤水泥后塞面比设计要求塞面低不能达到挤若挤水泥后塞面比设计要求塞面低不能达到挤封目的，则需钻除水泥塞后，重新挤封，费用封目的，则需钻除水泥塞后，重新挤封，费用为：为：11572+38427+235+3200+10372+30000=80660元。元。如如果果每每年年按按施施工工15井井次次计计算算，
23、则则可可创创效效约约100万万元，经济效益可观。元，经济效益可观。使油田更年轻让用户更满意2021/7/133 结论与建议结论与建议挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用挤水泥堵水技术在油田的应用 1 1、挤水泥封水工艺通过、挤水泥封水工艺通过8 8年的现场应用和后期年的现场应用和后期生产，证实了该项技术的可行性。生产，证实了该项技术的可行性。 2. 2.生产外来水或漏失，只有在水层清楚且良好生产外来水或漏失，只有在水层清楚且良好分割的情况下才能用挤水泥的方法进行封堵。分割的情况下才能用挤水泥的方法进行封堵。 3 3、液体的可压缩性在挤水泥过程中必须考虑、液体的可压缩性在挤水泥过程中必须考虑. . 2021/7/1342021/7/135 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
