欢127块水窜井综合治理技术研究

1 情况简介

欢127兴构造位置位于辽河断陷西部凹陷上倾部位, 开发目的层为兴隆台油层。主要表现在:

1.1 地层水水侵严重, 严重影响开发效果

欢127块总井数349口, 水淹井有220口, 占总井数的63.3%。同时区块构造复杂, 水侵的方式多样。从目前的认识来看, 水侵方式主要以顶水下窜为主, 其次是底水锥进、断层水侵入及边水推进。由于水淹井多, 水淹方式复杂, 给区块的堵水工作带来了极大的困难, 从而严重影响了区块的开发工作。

1.2 油井井况差, 管外窜槽出水严重

油井经过多轮吞吐注汽后, 受高温蒸汽影响, 油井水泥环损坏很普遍, 且套变井非常多, 由于该块上覆馆陶层为巨厚块状水层, 水体能量充足, 压力较高, 顶水管外窜槽致使油井水淹, 无法采用常规手段进行有效封堵。

1.3 地层亏空严重, 近井地带形成水窜通道

由于油井经过多轮吞吐注汽, 近井地带油层采出率高, 地层亏空严重, 顶部馆陶水水层厚、压力高, 在近井地带形成水窜通道, 造成油井高含水甚至只出水不出油。

2 管外窜槽治理方法的研究

为有效解决该区块管外窜槽出水, 油井高含水无法生产的问题, 主要采取以下两种治理措施:对井况较好的油井, 进行大修下衬管重新固井后开采;对井况较差的油井, 进行表套以下开窗侧钻。具体方法如下:

2.1 大修重新固井技术

为动用油层下部剩余油, 油井大修挤灰封堵原射孔井段, 在油层顶部以上下直径127mm衬管至井底, 采用优质水泥重新固井, 水泥返高在悬挂点以上。

2.2 表套下换井底技术

对于井况复杂, 已无法修复的油井, 带压挤灰封堵原井眼, 从馆陶水层以上, 表层套管以下实施开窗换井底, 尾管挂至井口, 全井段固井。

3 水患综合治理方法的研究

由于该区块油层上部馆陶水层为巨厚块状水层, 管外窜槽出水严重, 有效封堵非常困难, 如果不能彻底封住水窜根本达不到治理效果, 且下套管重新固井质量也很难保证, 即使固井合格生产一段时间后, 很容易再次发生水窜, 导致大修失败。为此我们经反复研究针对不同的井况主要采取了以下几种封堵技术, 达到了预期的效果, 使该区块出水油井重获新生, 主要方法如下:

3.1 带压候凝挤封堵技术

3.1.1 适用井况

适用于挤注压力较低, 水泥浆量较大的层位。对于封层、封井、调层、堵串、尤其加固套管外水泥环有效。对于浅层正压水层极为有效。可以有效治理近井油层亏空形成水窜通道的油井。

3.1.2 施工过程

下光管柱至挤入井段以上一定的距离, 从油管挤注一定量的水泥浆 (或达到一定的挤注压力) 后替挤清水, 将水泥浆推至管鞋以下一定距离, 带压直接关井。对井深较浅吸收量较大的油井也可采取空井筒挤灰方式, 直接挤入灰浆, 顶替到量后关井带压候凝。

3.1.3 技术特点

整个施工过程不动管柱。水泥浆量充足, 挤注压力较低。不洗井、带压候凝防止水泥浆外吐。对套管外窜槽及加固套管外水泥环极为有效。在油层近井地带形成一定半径的水泥环, 封堵合格后避水射孔生产, 是浅层稠油井常用的挤水泥方法。

3.2 水泥承留器挤灰技术

3.2.1 适用井况

常规挤灰使用光管下到灰面以上位置进行挤灰, 但是一些井挤灰压力较高, 最高可达20MPa以上, 挤入灰量少, 挤灰后侯凝过程中灰浆外吐, 造成挤灰失败, 而且高压挤灰经常导致上部套管损坏, 造成油井报废, 而采用水泥承留器则可避免以上问题, 大大提高挤灰成功率, 避免挤灰事故发生。

3.2.2 技术原理

使用机械式水泥承留器与机械座封工具连接后, 通过管柱下放到预定位置, 上提、旋转、再下放, 座封水泥承留器, 旋转丢手, 再次将机械座封工具插入承留器中, 打开阀体, 即可进行挤注水泥作业。水泥承留器带有单流阀, 避免由于挤灰压力高挤灰后灰浆反吐。

3.2.3 技术特点

(1) 增加挤入灰浆量, 提高吸收率, 确保有效封堵厚度。

(2) 对于挤灰压力高的油水井, 挤灰后防止灰浆外吐, 提高挤灰成功率。

(3) 水泥承留器有封隔器作用, 可有效保护挤灰段以上套管。

(4) 材料易磨, 3-4小时即可磨掉承留器, 施工方便。

3.3 射开隔层挤灰技术

3.3.1 适用井况

有些井油层与水层中间夹层较厚, 在挤灰封堵过程中水泥浆通过水窜通道进入水层实施封堵, 但往往油层吸收量大, 而水层只能挤入少量灰浆, 不能形成有效的封堵隔断, 复产后容易再次出水, 我们研究应用了射开隔层挤灰技术, 直接挤灰封堵水层, 并在隔层中打水泥隔板, 堵水效果明显。

3.3.2 施工过程

在靠近水层的位置射2米孔, 挤入水泥堵剂带压候凝, 如果压力高或返吐严重下水泥承留器挤灰, 使用超细水泥封堵水层封堵效果更好。

3.3.3 技术特点

在靠近水层位置射孔能直接将灰浆挤入水层形成有效封堵, 在隔层中挤入水泥可形成水泥隔板阻止水窜, 封堵合格后下衬管固井, 避水射孔重新投产, 达到有效治理水窜的效果。

3.4 换井底挤窗口技术

3.4.1 必要性

在开窗换井底施工中, 由于需要避开接箍、水层或受窗口下鱼顶位置的限制, 有时选择开窗点处固井质量不好, 如果开窗点在水层以上, 固井过程中水泥浆很可能直接进入水层, 在套管外无法形成水泥环, 造成水窜;开窗过程中铣锥震动, 容易把窗口附近水泥环破坏, 而固井时水泥浆进不到破损的水泥环缝隙中, 不能阻止水的运移, 换井底生产一段时间后, 随着水的运移缝隙变大, 直至后期完全出水。

3.4.2 施工过程

(1) 开窗后钻进5米, 起出钻头, 下光管挤水泥, 带压候凝24小时, 然后再开钻。

(2) 在窗口附近选择性射孔, 然后挤水泥, 带压候凝24小时后, 再开窗钻进。

3.4.3 技术特点

靠泵车压力将水泥浆推至破损的水泥环缝隙处或地层深处, 形成一个以井口为中心, 以1.5m-2m为半径的水泥圆柱体, 彻底修复好原井套管外的水泥环, 又在窗口处形成一个夹壁墙, 阻止水的运移, 在圆柱体内开出井眼。

3.5 换井底固井方法研究

对于换井底的井, 我们突破常规固井方法, 使用灰浆量是常规方法的1.5-2倍, 目的是让先期上返的灰浆充分冲刷套管外壁和裸眼里的泥饼, 使留在环空内的灰浆更好地与底层和套管胶结, 保证固井质量。