坪北油田套漏井浅层堵漏技术研究与应用

杨 溢

（中国石化集团江汉油田分公司采油工艺研究院，湖北 武汉430035）

坪北油田主要含油层位为三叠系延长组C61、C62、C63、C4＋52，储层物性相对较差，平均孔隙度为11.5% ，渗透率1.3md，饱和压力4.8MPa，压力系数0.64，属于典型的“低渗、低压、低孔”油藏。

随着坪北油田持续开发，油水井套管损坏日趋严重，已成为制约该油田发展的瓶颈。截至2014年年底，共有井况不良井86口，其中套漏井65口，并呈快速增长势头，严重影响了正常的生产开发。因此，进行油水井套管保护与套损井治理势在必行。

1 油水井套漏的主要原因

洛河层流体和注入水对套管的内外腐蚀是造成油水井套漏的主要原因。其中，洛河层水对套管外壁的腐蚀是造成套管破漏的主要因素，注入水对套管内壁腐蚀是次要因素。从油田套管损坏部位上看，套管破漏段均在水泥返高以上的洛河层部位（套漏部位集中在380～550m，油水井平均水泥返高650m），洛河层段套管长期与洛河水直接接触，易产生腐蚀。造成套管破漏（表1），腐蚀原理如下：

洛河层水中CO2浓度达到0.1mg／L时，会发生两个反应：①H2O＝H＋＋OH－；②CO2＋ OH－＝HCO3－。此反应导致洛河层水型为NaHCO3、Na2SO4型，极易产生电解质溶液。当自身形成电位时，将发生下面系列电化学腐蚀反应：

除此以外，洛河层水中还含有0.05mg／L的H2S，易发生化学腐蚀反应：

同时，注入水对套管内壁也存在一定的腐蚀。经挂片试验发现，注入水腐蚀率平均在0.01～0.07mm／a。

表1 洛河层水源相关水质分析表

2 套漏井治理技术现状

封隔器卡堵技术是坪北前期最常用的套漏井治理措施，目前共有18口井采用该技术进行治理。

其优点是封堵作业快，能快速恢复生产。但是，这种方法仍存在较大缺陷，如大斜度井封隔器座封不严，卡堵效果不明显，分层注水工艺较复杂等。因此，该技术只是一种临时的应急措施，治标不治本。如果套漏井长期得不到有效治理，会对今后的正常生产埋下隐患，由此看来亟须创新经济有效的套漏井治理措施。

3 套漏井浅层堵漏技术

3.1 工艺原理

该技术主要原理（图1）是在表套顶部开孔，建立漏点到表套顶部的循环通道，从套管内挤入水泥浆，从表套顶部返出，达到封堵套漏段的目的。

针对不能建立循环通道的目标井，引进水泥承留器施工，在承留器保护漏点以上井段的条件下，对漏点部位强行大排量挤入水泥浆，通过水泥环包裹漏点达到治理套漏的目的。

图1 浅层堵漏技术原理示意图

3.2 技术应用条件

1）漏点吸水量300～600ml／min；压力0～15MPa（如吸水量达不到要求，要打工程孔提高漏点吸收量和增加高压挤堵设备700型水泥车）。

2）多漏点顶、底界跨度0～100m以内。

3）上部套管承压能力要大于设计的施工压力。

4）具有相应钻塞的工具与动力。

3.3 工艺流程

浅层堵漏技术工艺基本流程为：①起出原井管杆；②洗井填砂；③打悬空塞；④表套开孔；⑤套管挤堵；⑥试压扫塞。

3.4 关键技术

3.4.1 地层预处理技术

挤堵前先对漏点试挤，一方面了解地层吸收能力，决定水泥浆用量和密度；另一方面清洗漏点循环管外通道。当试挤压力高于15MPa或吸水量小于300L／min时，打工程孔，降低挤堵压力，然后用清水进行试挤，确定漏点挤入的压力和排量，根据试挤情况和漏点外部套管和地层的环空体积，计算出实际需挤入水泥的量（漏点外的环空体积＋V附）。

考虑到封堵漏点井段不长，采用低密度水泥浆会因洛河层水稀释降低二次固井质量，决定水泥浆比重采用常规密度1.85g／cm3。

水泥浆配方：采用钻井推荐的G级嘉华水泥＋3.2%G203降失水剂＋2.4% 减阻剂＋1.2% 消泡剂。

灰浆量计算公式：V＝π（R2－r2）h1＋πr2h2＋V附

式中：V为灰浆用量，m3；R为处理半径，m；r为井筒半径，m；h1为漏点深度，m；h2为井筒留余水泥浆高度，m；V附－附加水泥浆量：根据进水量和出水量的差值和时间来考虑挤堵时水泥的V附加量（对附近有水源井地层亏空较大的，根据测吸水量时入井液与漏点返出液的多少附加10%～100% ）。

3.4.2 浅层钻塞技术

目前，常用的井下钻塞管柱（Ф73mm平式＋螺杆钻＋平底磨鞋）在井深200～650m时，钻塞管柱负荷较轻，钻塞时管柱加压仅能加0.3－0.4t，磨鞋与塞面间加压不够，造成磨铣时磨鞋空转，严重影响了钻塞速度。

针对上述问题，改进了浅层钻塞技术：转盘＋方钻杆＋钻杆＋平底磨鞋。改进钻塞工艺后，管柱负荷加重了1～2t；同时，由于采用了转盘加方钻杆的工艺，有效地防止了管柱反钻，从而可以将更多的管柱负荷加压传送到磨鞋上，大大提高了有效钻塞速度。另外，必须明确水泥候凝时间与钻塞难易程度的关系，即水泥挤堵后井候凝时间不宜超过7天，最好在候凝3－4天钻塞，以利于在不影响水泥凝固效果的前提下，缩短钻塞周期。

3.5 现场应用

2014年坪北油田已完成套漏井挤堵施工4口6井次，其中油井3口5井次，注水井1口1井次，工艺成功率100% ，有效地封堵了套漏井漏点。以P88－45－89井为例，在该井挤堵后进行了声波测试（图2）。从测试结果看，该技术对套漏段封堵效果明显。

图2 浅层堵漏技术声波测试图

4 结论

1）坪北油田前期主要靠封隔器对套漏点进行保护，维持正常生产。封隔器保护漏点生产具有有效期短、井筒措施受限的缺陷，没有从根本上解决套漏问题。通过开展套漏井浅层挤堵技术研究，为下步套损井治理工作奠定了技术基础。

2）套漏井浅层堵漏技术是一项成熟的工艺，该技术对套漏位置浅的套漏井适应性较强，成功率高，风险系数小；同时，成本低，效果好，且有大范围推广的潜力。

3）进一步提高油层保护水平和缩短治理周期，是该技术下步攻关方向。应重点研究水泥浆挤堵工艺及改进钻塞技术（引进正扣钻铤）、复合桥塞等新工艺技术。

［1］王锦昌，巢贵业，邓红琳，等.张天渠油田套漏井治理可行性分析［J］.特种油气藏，2011，18（5）：124－126.

［2］何增燕，吴丽华，雷利婧，等.套损井研究及修复［J］.特种油气藏，2004，11（4）：70－73.

［3］张丽媛，朱党辉，祝俊山.坪北油田特低渗透油藏超前注水探索与实践［J］江汉石油职工大学学报，2012，3（25）：26－29.

［4］王香增.油水井套管损坏因素分析及防护对策［J］.石油矿场机械，2004，33（5）：94－95.

［5］王忠茂.油田油水井套管损坏的机理及防治［M］.北京：石油工业出版社，1994.