程利民，宋吉鋒，梁玉凱，周玉霞，王佳偉

(中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

目前，南海西部大部分氣田已進(jìn)入開發(fā)中后期，以Y氣田為例，油藏溫度約176 ℃，初期壓力系數(shù)1.05，投產(chǎn)近25年，隨著開發(fā)的進(jìn)行，主力油組壓力系數(shù)降至0.10～0.27，同時(shí)氣井面臨管柱尺寸不合理、邊底水侵入導(dǎo)致井底積液甚至水淹關(guān)停等問題，部分井近井地帶污染，產(chǎn)能降低，動(dòng)管柱修井作業(yè)需求大。但高溫低壓氣井修井儲(chǔ)保面臨較大的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)，一方面低壓下修井液本身極易大量漏失嚴(yán)重污染儲(chǔ)層，另一方面高溫條件下修井液體系儲(chǔ)保性能得不到保證，起不到應(yīng)有的儲(chǔ)保效果。基于南海西部氣田修井及儲(chǔ)層保護(hù)現(xiàn)狀與需求，本文通過調(diào)研國內(nèi)高溫低壓氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，推薦了適合南海西部高溫低壓氣田修井的修井液體系及儲(chǔ)保工藝。相關(guān)研究成果及結(jié)論對(duì)類似高溫低壓氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)具有重要借鑒意義。

1 面臨的主要問題

1.1 儲(chǔ)層溫壓條件特殊

Y氣田主力油組油藏溫度176 ℃，壓力系數(shù)降至0.10～0.27，井底壓差大(約30 MPa)。高溫下常規(guī)的修井液材料很容易降解失效，起不到應(yīng)有的儲(chǔ)保效果，對(duì)修井液體系高溫下的穩(wěn)定性帶來較大挑戰(zhàn)；低壓力系數(shù)及高井底壓差下，修井作業(yè)過程中很可能造成大量漏失，存在較高的儲(chǔ)保風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)修井液體系的返排性能提出了很高的要求。

1.2 儲(chǔ)層敏感性強(qiáng)

Y氣田部分儲(chǔ)層屬于低滲氣藏，且存在較強(qiáng)的水敏和速敏特征，修井過程中外來流體或井筒積液浸入地層，致使儲(chǔ)層發(fā)生黏土膨脹微粒運(yùn)移及水鎖等傷害，導(dǎo)致修井后復(fù)產(chǎn)效果差。

1.3 管柱無循環(huán)通道

相比于油井，氣井動(dòng)管柱修井作業(yè)成本高且頻次少，故Y氣田大部氣井投產(chǎn)初期完井管柱設(shè)計(jì)無循環(huán)通道，修井作業(yè)時(shí)只能采取將修井液“硬擠”進(jìn)地層的壓井方式，該壓井方式極易造成修井液大量漏失，存在較高的儲(chǔ)層污染風(fēng)險(xiǎn)。

2 儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)調(diào)研與分析

通過調(diào)研與分析，目前大部分油田針對(duì)高溫低壓氣田修井，儲(chǔ)層保護(hù)一般選用合適的修井液體系，對(duì)于超低壓、敏感性儲(chǔ)層，為了嚴(yán)防儲(chǔ)層污染，在無合適修井液體系條件下只能考慮采用不壓井修井的儲(chǔ)保工藝。

2.1 合適的修井液體系

2.1.1 暫堵型修井液體系

目前暫堵型修井液種類較多，概括起來主要包括凝膠類、甲酸鹽類、固化水類、油溶性暫堵類及絨囊暫堵型等5類。其作用原理基本都是利用各種暫堵材料將地層暫時(shí)封堵、避免后續(xù)外來流體浸入地層，待修井作業(yè)結(jié)束，利用體系自破膠、自降解特性或者向井底注入專門的破膠劑將暫堵液破膠或降解，后續(xù)開井生產(chǎn)時(shí)殘液隨產(chǎn)出流體返排至地面。

1)凝膠類暫堵型修井液。針對(duì)長(zhǎng)慶油田儲(chǔ)氣庫老井壓力系數(shù)低(0.3～0.4)，修井作業(yè)過程中，常規(guī)鹽水壓井液存在漏失量大、返排能力差等情況，對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重傷害。盧宏偉等[1]推薦修井過程中使用暫堵型壓井液體系暫堵地層，體系配方：清水+1.0%固化劑+0.5%固化引發(fā)劑+0.5%膠體保護(hù)劑+0.6%暫堵劑B，使用該暫堵壓井液與常規(guī)壓井液相比，作業(yè)漏失量減少了50%，修井后復(fù)產(chǎn)時(shí)間縮短了近一周。

2)甲酸鹽暫堵型壓井液。針對(duì)大慶徐深氣田屬低孔、特低滲儲(chǔ)層，平均孔隙度和平均滲透率分別為7.67%、0.147×10-3μm，修井過程中容易受到水敏、水鎖及應(yīng)力敏感性傷害。孫妍等[2]研制出了一種新型的甲酸鹽壓井液體系，體系由甲酸鹽+增黏劑+降濾失劑+降低表面張力防水鎖劑+黏土穩(wěn)定劑+油氣層保護(hù)劑+緩蝕劑構(gòu)成。巖心污染實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該體系對(duì)不同滲透率的巖心堵塞率均超過90%，可以避免壓井液濾液及固相進(jìn)一步侵入油氣層內(nèi)部，具有較好的儲(chǔ)層保護(hù)效果。

3)固化水壓井液體系。針對(duì)塔里木牙哈凝析氣田的氣井具有儲(chǔ)層溫度高(大于120 ℃)的特點(diǎn)，經(jīng)過長(zhǎng)期開采，地層壓力下降幅度大，部分井同時(shí)存在高壓層和低壓漏失層，修井過程中容易出現(xiàn)高壓層壓不住而低壓層漏失大等問題，塔里木油田引進(jìn)了固化水壓井液體系，該體系可以在井壁上形成暫堵層，并在井下高溫作用下引發(fā)暫堵層的化學(xué)反應(yīng)使之形成膠質(zhì)的人工井壁，可有效阻止壓井液在低滲層的滲漏。9口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,該體系修井過程避免儲(chǔ)層污染的同時(shí)降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)[3]。

4)油溶性暫堵型修井液。針對(duì)新疆雅克拉-大澇壩凝析氣田儲(chǔ)層存在高溫、中等水敏、修井過程中漏失量大嚴(yán)重污染儲(chǔ)層的問題，中石化石油勘探開發(fā)研究院開發(fā)了T B-O型修井液體系，由增黏劑、分散劑、油溶性暫堵劑等組成[4]?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,該體系可以在壓井作業(yè)初期迅速形成穩(wěn)定有效的屏蔽帶，防止修井液漏失，而且在修井后能迅速解堵，可有效保護(hù)儲(chǔ)層。

5)絨囊暫堵型壓井液。針對(duì)長(zhǎng)慶油田陜224儲(chǔ)氣庫老井低滲儲(chǔ)層壓力系數(shù)低，修井作業(yè)過程中存在的作業(yè)時(shí)間、漏失量大、有大儲(chǔ)保風(fēng)險(xiǎn)等問題。唐瑜等引進(jìn)了新型的絨囊型壓井液，該體系中的絨囊在靜態(tài)下具有“一核二層三膜”微觀結(jié)構(gòu)[5]，可以通過調(diào)整絨囊數(shù)量控制工作液密度為0.7～0.95 g/cm3，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,使用該暫堵液體系后平均漏失速率可降至0.23 m3/h，具有較好的暫堵效果。

2.1.2 低傷害無固相修井液體系

低傷害無固相修井液主要是從助排及防液鎖等方面考慮來構(gòu)建體系，目的是為了防止固相侵入地層或壓井液漏失導(dǎo)致的固相損害及壓井液濾液進(jìn)入儲(chǔ)層造成的敏感性損害。

針對(duì)吉林油田火山巖氣藏具有埋藏深、儲(chǔ)層溫度高、水敏性強(qiáng)等特點(diǎn)，從防止固相浸入和修井液大量漏失入手，研制出一種低傷害無固相壓井液體系，該壓井液是有機(jī)鹽體系，無固相，其水溶液不含二價(jià)陽離子，與地層水接觸后不會(huì)發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生沉淀物；有機(jī)鹽壓井液中水的活度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地層水的活度，地層水能夠滲流入壓井液，而壓井液中的水則很難滲流入地層，因此降低了壓井液滲入地層的液量。體系耐溫高達(dá)180 ℃，巖心傷害實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明其滲透率傷害率為9%左右，具有較好的儲(chǔ)層保護(hù)效果。7口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果表明,該體系修井過程中可以有效保護(hù)氣藏，達(dá)到了預(yù)期[6-8]。

2.1.3 低密度修井液體系

低密度修井液體系一般由氣、液兩相組成，密度低，通過物理、化學(xué)作用形成粒徑不同的高強(qiáng)度膠囊，均勻分散在連續(xù)相中形成穩(wěn)定的氣液體系，具有一定黏度和攜砂能力，作業(yè)過程中可以用它來封堵地層、避免后續(xù)工作液進(jìn)一步浸入地層造成儲(chǔ)層污染。

針對(duì)中原油田文23戶部寨等氣田進(jìn)入開發(fā)中后期存在的壓力系數(shù)低(0.25左右)、修井過程中漏失量大對(duì)儲(chǔ)層造成潛在傷害等問題，栗廣科等[9-10]開發(fā)了氮?dú)馀菽瓑壕杭夹g(shù)。該技術(shù)主要是利用氮?dú)馀菽黧w密度小、黏度大、攜砂能力強(qiáng)、遇水敏性地層不會(huì)產(chǎn)生黏土膨脹等特性，用它做壓井液可有效減少壓井液漏失，保護(hù)油氣層。中原油田部 1-31井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,使用氮?dú)馀菽瓑壕嚎蓪?duì)地層產(chǎn)生暫堵，整個(gè)施工過程沒有發(fā)生漏失，有效減少了壓井液對(duì)儲(chǔ)層的污染。

2.2 不壓井修井儲(chǔ)保工藝

對(duì)于氣井儲(chǔ)層存在溫度高、壓力系數(shù)低及敏感性強(qiáng)等特點(diǎn)，修井作業(yè)時(shí)，一方面儲(chǔ)層溫度高給修井液體系的穩(wěn)定性帶來了較大挑戰(zhàn)，另一方面，地層壓力系數(shù)低極易造成修井液嚴(yán)重漏失，存在較高的儲(chǔ)層污染風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這類氣井修井作業(yè)，可以考慮采用不壓井修井儲(chǔ)保工藝。

不壓井修井作業(yè)是指在井筒內(nèi)有壓力存在情況下，不放噴、不壓井，通過油管堵塞器與不壓井作業(yè)設(shè)備配合使用，克服井筒上頂力，進(jìn)行強(qiáng)行起下或者下壓作業(yè)的一種方法。它首先進(jìn)行生產(chǎn)管柱的內(nèi)封堵，其次利用防噴器組來控制油套環(huán)空壓力，最后依靠不壓井作業(yè)設(shè)備的液壓系統(tǒng)，帶壓實(shí)施修井作業(yè)[11-12]。

蘇東氣田儲(chǔ)層存在低壓、低滲透、低豐度等特點(diǎn)，單井產(chǎn)量低、地層壓力下降快，過去修井作業(yè)選用壓井液壓井，對(duì)儲(chǔ)層傷害較大，作業(yè)后造成氣井減產(chǎn)或停產(chǎn)。針對(duì)這一情形，曹朋亮等[13]選了3 口井，修井過程中均采用不壓井修井儲(chǔ)保工藝，3口井作業(yè)過程順利，作業(yè)后均成功復(fù)產(chǎn)。

2.3 適用性評(píng)價(jià)與分析

通過調(diào)研與分析，認(rèn)為暫堵型修井液體系主要適用于地層壓力系數(shù)低、漏失量大的氣井修井，需要注意的是體系需具備優(yōu)良的返排性能及返排條件，作業(yè)后要盡快返排至地面，否則會(huì)造成嚴(yán)重的儲(chǔ)層污染。低傷害無固相修井液主要適用于低孔、低滲、喉道細(xì)小、易產(chǎn)生液鎖損害等敏感性儲(chǔ)層。低密度修井液體系主要適用于壓力系數(shù)低的高溫氣井修井，作業(yè)過程中可以用它來封堵地層、避免后續(xù)工作液進(jìn)一步浸入地層造成儲(chǔ)層污染，其缺點(diǎn)是：只適用于井深小于2 000 m的井，泡沫的穩(wěn)定周期短、現(xiàn)場(chǎng)配制難度大，且需配備專用的泡沫發(fā)生裝置[14]。針對(duì)壓力系數(shù)低、漏失量大的敏感性儲(chǔ)層，在無合適的修井液體系時(shí)，可以考慮選用不壓井修井儲(chǔ)保技術(shù)，該技術(shù)在修井過程中可能遇到的挑戰(zhàn)在于高溫條件下井下工具的性能能否得到保障，例如過油管封隔器是否能有效座封和回收。針對(duì)南海西部Y氣田儲(chǔ)層存在的高溫低壓及較強(qiáng)水敏、速敏等特征，推薦修井過程中選用固化水等暫堵型修井液體系及不壓井儲(chǔ)保工藝。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

南海西部Y氣田Y13井儲(chǔ)層壓力系數(shù)0.27左右，氣藏中深溫度為176 ℃，針對(duì)該井堵水、更換管柱修井作業(yè)研究了SJ-2暫堵型修井液體系，體系由單體+無機(jī)支撐劑+交聯(lián)劑+溫度穩(wěn)定劑+膨脹抑制劑+引發(fā)劑構(gòu)成，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,該體系在高溫條件下仍具有較好的穩(wěn)定性及封堵性能，日漏失僅約7 m3，但該體系返排效果較差，返排時(shí)間長(zhǎng)達(dá)16 d，導(dǎo)致該井后續(xù)采取補(bǔ)射孔措施后氣舉誘噴才成功復(fù)產(chǎn)。后續(xù)Y4井及Y6井修井換套作業(yè)，由于作業(yè)難度大、修井時(shí)間長(zhǎng)，從經(jīng)濟(jì)成本及儲(chǔ)保風(fēng)險(xiǎn)考慮，修井過程中選用“過油管封隔器”將儲(chǔ)層與井筒隔開的不壓井修井儲(chǔ)保工藝，作業(yè)過程實(shí)現(xiàn)了“零漏失”，作業(yè)后兩口井均成功復(fù)產(chǎn)且產(chǎn)氣量較修井前沒有降低，起到較好的儲(chǔ)層保護(hù)效果。

4 結(jié)論

針對(duì)南海西部Y氣田儲(chǔ)層存在的高溫低壓及較強(qiáng)水敏、速敏等特征，推薦修井過程中選用固化水等暫堵型修井液體系及不壓井修井儲(chǔ)保工藝?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，SJ-2暫堵型修井液體系返排效果較差，不適合Y氣田修井作業(yè)，后續(xù)兩口井換套作業(yè)采用“過油管封隔器”將儲(chǔ)層與井筒隔開的不壓井修井工藝，儲(chǔ)保效果優(yōu)良，相關(guān)研究成果及結(jié)論對(duì)類似高溫低壓氣田修井儲(chǔ)層保護(hù)具有重要借鑒意義。建議針對(duì)SJ-2暫堵型修井液體系存在的不足，進(jìn)一步研究低壓力系數(shù)儲(chǔ)層條件下返排性能及暫堵效果優(yōu)良的新型暫堵型修井液體系。