非選擇性堵水是指採用封隔器、橋塞等井下工具或化學堵劑對高含水層進行封堵的工藝。適用於封堵單一水層和高含水層。
基本介紹
- 中文名：非選擇性堵水
- 外文名：Non selective water shutoff
- 目的：封堵高含水層
- 學科：石油工程
- 方法：機械堵水、化學堵水
- 工具：封隔器、橋塞、化學堵劑等
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簡介
非選擇性堵水將封堵地層一切孔道, 適用於封堵單一水層和高含水層。非選擇性堵劑可以在地面上配製成水溶液, 泵入地層後生成凍膠、樹脂, 從而封堵地層。也可採用雙液法, 把兩種成分分別泵入地層, 使之在預定的位置相遇發生反應, 生成固體沉澱而達到封堵目的。還可把固體顆粒, 如油基水泥、水基水泥、粘土、粉煤灰等, 懸浮在油中或水中, 泵入地層後凝固成固結體而封堵地層。
由於該類堵劑的非選擇性, 因此套用的先決條件是找準出水層段, 並採取一定措施將油層和水層分隔開。但目前的找水方法還難以準確判斷油井出水部位, 故限制了該項工藝的實施。
非選擇性機械堵水工藝
非選擇性堵水工藝是指採用封隔器、橋塞等井下工具對高含水層進行封堵的工藝，根據封堵層位在整個生產井段中的位置，機械堵水可分為橋塞單卡和封隔器雙卡堵水工藝。
1、橋塞單卡
單卡堵水工藝適用於產水層位於生產井段下部的油井非選擇性堵水，根據生產套管尺寸及井斜、井溫等數據選用相應的橋塞，坐封於上部油層與下部水層中間的設計位置。通過坐封后橋塞膠筒擴張與套管內壁實現密封，從而對水層進行封堵。
2、封隔器雙卡
當確定產水層位於生產井段上部或中部時，對於套管狀況良好的井可採用封隔器雙卡的方式封堵水層。該工藝需要的井下工具主要包括密封插管、封隔器等。
具體施工分為兩步，首先在封堵目標層及下部生產層之間選取適當位置坐封帶密封部件的封隔器；然後在目標層及上部生產層間坐封帶有密封插管的封隔器。密封插管插入下部封隔器並保持卡封層段油管與套管的密封狀態，實現封堵水層的目的。
非選擇性化學堵水工藝
非選擇性化學堵水工藝是指將一定的化學堵劑經油井注入到出水層段，通過堵劑在地層近井地帶的物理化學變化實現封堵的技術。目前南堡油田非選擇性化學堵水工藝主要採用以下三種堵劑體系。
1、油井水泥體系封堵工藝
該工藝採用G級油井水泥為主劑，根據施工要求添加一定比例的緩凝劑和降濾失劑。該體系特點是材料價格便宜，措施工序簡單，成功率高，封堵半徑小，承壓低。該種堵劑體系一般適用於封堵井段跨度距離短、層段總厚度10m以內的地層。
施工方式為：
第一，將經過試驗評價的油井水泥、添加劑、清水按一定比例在地面配製成為具有一定比重和稠化時間等滿足施工需要的水泥漿；
第二，地面管線及井筒管柱試壓合格後，關套管閘門，用柱塞泵車組將配置好的水泥漿經油管正擠入地層；
第三，頂替水泥漿進入地層後反洗出多餘灰漿，上提管柱關井候凝48h，下入適合套管尺寸的三牙輪鑽頭將井筒中凝固的水泥磨鑽沖洗乾淨，對封堵層段進行試壓，驗證封堵效果。
2、複合堵劑
該工藝採用複合堵劑配方，主要成分為超細油井水泥、耐酸堵劑、無機填充劑、緩凝劑、降濾失劑、膨脹劑等。
其特點是針對不同溫度、滲透率地層可調整稠化時間、粒徑等性能參數，可用於長跨度、大灰量及帶封隔器保護上部層位的施工，套用範圍較廣，封堵半徑可靈活調整，封堵後承壓能力高於油井水泥體系。
缺點是費用高，造成施工事故幾率較高。對於封堵井段上部層位的措施，其施工方式與油井水泥體系封堵工藝相同；對於需要保護上部油層封堵下部水層的油井措施，只需在施工管柱上增加適當的封隔器，坐封並驗封合格後方可按上述施工方式完成封堵。
3、脲醛樹脂體系
脲醛樹脂堵劑體系主要成分包括合成脲醛樹脂中間體及有機填充料。其特點是堵劑用量較小、承壓強度高、施工後井筒處理簡單等；缺點是價格高。施工方式與複合堵劑體系施工方式相近，不同點在於施工結束後無需洗井上提管柱，可直接候凝。
適用性
上述各項非選擇性堵水工藝，因工藝身特點，適用性差異主要表現在井斜、井溫、堵水段跨度、層厚、封堵後承壓範圍、費用、施工場地限制等方面。
具體來說，單卡適用於井斜0-90°，井溫低於140℃，封堵段固井質量良好的油井，措施後井筒可承壓15MPa，單井工具費用2-3萬元；
雙卡適合於井斜0-60°，井溫低於140℃，堵水段跨度小於200m，堵水段固井質量良好的油井，措施後可承壓15MPa，單井施工工具費用3-5萬元；
油井水泥堵劑體系適用於井斜0-60°，井溫120℃以內，井段跨度小於50m，層厚小於10m，固井質量良好的油井，措施後可承壓0-10MPa，單井施工材料費用0.1-1萬元；
複合堵劑體系適用於井斜0-90°，井溫低於120℃，堵水段跨度小於500m，層厚小於50m的油井，封堵後承壓10-12MPa，單井施工材料費用6-20萬元；
脲醛樹脂堵劑體系適用於井斜0-90°，井溫低於120℃，堵水段跨度小於300m，層厚小於50m的油井，封堵後承壓15MPa，單井施工材料費用10-40萬元。
