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        SAGD高溫凝膠堵劑的研究與應(yīng)用

        2019-09-10 04:18:27張麗
        石油研究 2019年12期
        關(guān)鍵詞:修井作業(yè)遼河油田高溫

        摘要:隨著遼河油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期,地層能量不斷衰退,虧空和漏失問(wèn)題日趨嚴(yán)重,特別是稠油SAGD井組,因長(zhǎng)期高溫注汽影響,地層氣竄、漏失嚴(yán)重,通用化學(xué)封堵劑難以達(dá)到效果。為了保證SAGD高溫漏失井作業(yè)施工順利進(jìn)行,通過(guò)使用有機(jī)交聯(lián)劑,將高分子聚合物形成具有一定粘度和耐溫性的凝膠暫堵體系,解決作業(yè)過(guò)程中地層溫度高、生產(chǎn)井段長(zhǎng)、地層漏失嚴(yán)重等問(wèn)題。

        關(guān)鍵詞:遼河油田;SAGD;修井作業(yè);高溫;封堵劑

        1 概述

        SAGD采油技術(shù)是遼河油田稠油開(kāi)發(fā)后期一種重要的方法。隨著油田生產(chǎn)不斷進(jìn)行,地層能量不斷衰退,地層虧空和漏失問(wèn)題日趨嚴(yán)重,在沖砂洗井、油井大修及擠水泥等井下作業(yè)過(guò)程中,入井液體進(jìn)多出少或只進(jìn)不出現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,致使井下異物無(wú)法循環(huán)攜帶出來(lái),作業(yè)施工無(wú)法正常進(jìn)行,嚴(yán)重困擾了油田正常生產(chǎn)。為了保證SAGD高溫漏失井作業(yè)施工順利進(jìn)行,開(kāi)展SAGD高溫凝膠堵劑的研究,解決作業(yè)過(guò)程中地層溫度高、生產(chǎn)井段長(zhǎng)、地層漏失嚴(yán)重等問(wèn)題。

        2 技術(shù)原理

        SAGD高溫凝膠堵劑是通過(guò)使用有機(jī)交聯(lián)劑,將高分子聚合物形成具有一定粘度和一定耐溫性的凝膠暫堵體系。使用時(shí)按照設(shè)計(jì)的濃度配制注入到漏失SAGD井中,利用其高粘彈性和流動(dòng)阻力,把漏失層封堵起來(lái)。當(dāng)施工任務(wù)完成后,在物理化學(xué)作用下,高粘度凝膠開(kāi)始破膠水化,堵塞自行解除,因而可以有效保持油流通道,使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。

        使用不同的高分子聚合物及交聯(lián)劑可以得到不同凝膠體系。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn),選擇GPAM-有機(jī)交聯(lián)體系,配合使用油溶性樹脂,形成了凝膠破膠及樹脂溶解的對(duì)油層無(wú)傷害SAGD高溫堵劑,滿足SAGD井高溫防漏暫堵要求。

        3 濃度與凝膠粘度關(guān)系實(shí)驗(yàn)

        隨著高溫凝膠使用濃度的增加,其凝膠粘度和凝膠強(qiáng)度都有所增加,而且隨著使用濃度的增大,粘度越來(lái)越大,甚至可以形成凍膠而失去流動(dòng)性,這對(duì)于虧空嚴(yán)重的漏失層位SAGD油井堵漏是十分有效的。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)高溫凝膠使用濃度為1%時(shí)即可形成穩(wěn)定溶膠,粘度達(dá)到100Mpa·s以上,完全能夠滿足攜帶井下異物及減輕地層漏失要求。

        4 耐溫性實(shí)驗(yàn)

        高分子聚合物凝膠粘度與溫度呈敏感性關(guān)系,一般來(lái)說(shuō),當(dāng)溫度升高,其凝膠粘度下降。如果堵劑粘度下降幅度過(guò)大,則無(wú)法把漏層封堵起來(lái),不能滿足SAGD漏失井暫堵要求,導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行。根據(jù)遼河油田地溫梯度,考察了1.2%凝膠不同溫度下粘度變化情況,在低溫階段,隨著溫度升高,其粘度有所增高,主要是高分子聚合物溶脹速度加快,液相粘度增加所致。當(dāng)溫度達(dá)到70℃以上時(shí),其液相粘度開(kāi)始下降,表現(xiàn)出高分子聚合物隨著溫度升高粘度下降的特性。由于使用了溫度穩(wěn)定劑,當(dāng)?shù)貙訙囟瘸掷m(xù)升高時(shí),其凝膠粘度無(wú)明顯下降趨勢(shì),粘度仍達(dá)到90Mpa·s以上,能夠滿足SAGD高溫漏失井需要。

        5 油溶性實(shí)驗(yàn)

        SAGD高溫凝膠堵劑遇水后能形成高粘彈體凝膠,其中的固相物由不同顆粒直徑的油溶性材料制成,其固體顆粒能被地層原油逐漸溶解。室內(nèi)試驗(yàn)表明,在70℃溫度下,將高溫凝膠恒溫 8小時(shí),測(cè)得其油溶率達(dá)90%以上,而且隨著溫度增加,溶解速度加快,因此,其中固相顆粒不會(huì)對(duì)油層造成堵塞傷害。

        6 失水量測(cè)定

        凝膠堵劑進(jìn)入地層后,在液柱壓力作用下,其中自由水會(huì)滲透到地層中去。如果地層溫度高和裂縫較大,凝膠失水量增大,會(huì)導(dǎo)致油層傷害加大、暫堵失敗等問(wèn)題發(fā)生。因此,要盡可能使凝膠體系失水量保持最低。根據(jù)IPI標(biāo)準(zhǔn),使用1.2%SAGD井凝膠堵劑在7個(gè)大氣壓作用30min后,測(cè)得其失水量為13ml,完全能夠滿足暫堵施工要求。

        7 破膠實(shí)驗(yàn)

        由SAGD修井作業(yè)暫堵工藝的特殊性,既要求凝膠堵劑在修井作業(yè)時(shí)能將油層封堵保護(hù)起來(lái),又要求在任務(wù)完成后能自行解除堵塞,恢復(fù)油流通道,以免造成油層污染傷害及油井產(chǎn)量下降。因此,室內(nèi)實(shí)驗(yàn)了3%凝膠堵劑在90℃溫度條件下粘度變化情況。

        實(shí)驗(yàn)表明,在90℃條件下,高粘度凝膠8h以后粘度開(kāi)始下降,12h后凝膠粘度下降幅度較大,24h后凝膠粘度降為36mpa·s,基本完全破膠。

        8 抗剪切性實(shí)驗(yàn)

        由于高分子聚合物的可降解性,當(dāng)凝膠堵劑通過(guò)油管時(shí)受高壓射流作用和在井筒內(nèi)反復(fù)循環(huán)受到剪切稀釋作用,會(huì)導(dǎo)致凝膠粘度降低、封堵效果變差、暫堵失效等問(wèn)題發(fā)生,因此必需進(jìn)行抗剪切性能評(píng)價(jià)。

        實(shí)驗(yàn)表明,使用1.5%的凝膠堵劑經(jīng)高速攪拌90min后,粘度降幅約為11%,說(shuō)明其抗剪切性良好,能夠滿足SAGD漏失油井暫堵需要。

        9 巖心傷害實(shí)驗(yàn)

        通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)檢測(cè),SAGD高溫凝膠堵劑通過(guò)巖芯后,其傷害率均小于10%,說(shuō)明其中固相顆粒已被基本溶解,高粘度凝膠已破膠水化,達(dá)到入井流體巖心傷害標(biāo)準(zhǔn)要求,不會(huì)對(duì)油層造成污染傷害。

        10 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

        SAGD高溫凝膠堵劑研發(fā)成功后,在杜84-50158C、曙1-45-027、曙1-46-更36等三口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),取得成功。杜84-50158C井地層漏失嚴(yán)重,90 m3清水沖砂洗井只進(jìn)不出。向該井加入凝膠堵劑4.62t,用清水70 m3,成功封堵漏失層位,保持了后續(xù)作業(yè)施工順利進(jìn)行。隨后進(jìn)行的2井次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),也取得了較好效果,成功率達(dá)到100%。

        11 結(jié)論

        (1)SAGD高溫凝膠堵劑采用高分子聚合物與有機(jī)交聯(lián)技術(shù),使凝膠堵劑性能得到極大改善。

        (2)通過(guò)使用溫度劑,使聚合物凝膠耐溫性達(dá)到150℃以上,改變了聚合物凝膠低溫使用慣例,適合SAGD高溫漏失井的應(yīng)用。

        (3)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明,SAGD高溫凝膠堵劑能夠滿足高溫漏失SAGD油井暫堵需要。同時(shí),該凝膠體系也可應(yīng)用于漏失嚴(yán)重的稠油高溫注汽井和大修擠水泥作業(yè)中。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王浩等.GS-高溫暫堵劑的研制與應(yīng)用[J].特種油氣藏.2002(04)

        [2]邱玲等.低壓氣井液體膠塞暫堵技術(shù)研究及應(yīng)用[J].斷塊油氣田.2011(03)

        [3]李丹等.新型抗高溫水溶性暫堵劑實(shí)驗(yàn)研究[J].應(yīng)用化工.2011(12)

        作者簡(jiǎn)介:

        張麗,女,1984年生,漢族,籍貫四川省內(nèi)江,2007年7月畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程系。井下作業(yè)工程師,現(xiàn)就職于遼河油田曙光采油廠科技科,從事技術(shù)研究和科技管理工作。

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