XAN-SP筛管水平井环空化学封隔器研究

为提高水平井开发效益,解决筛管水平井找水、控水和堵水的技术难题,研制了筛管水平井环空化学封隔器(ACP)。针对ACP材料的触变性、管外填充形状稳定性和封隔强度等3大技术难点,研制了新型XAN-SP环空化学封隔器材料。通过持压强度、流动性和剪切强度试验,评价了XAN-SP浆体的触变性能、胶凝强度和填充形态稳定性;在XAN-RC封堵模拟试验流程中测定了XAN-SP胶塞的封隔强度和膨胀性能;模拟ACP在现场实施的实际工况,设计了三种模拟试验流程,研究了XAN-SP环空化学封隔器技术在现场实施的工艺参数。试验结果表明,XAN-SP是一种触变性强、填充形状稳定性好、封隔强度高的新型ACP材料。现场试验表明,通过模拟试验流程确定的ACP施工参数能够保证现场施工的安全顺利进行。

水平井环空化学封隔器预聚体(ACP-H)

我国水平井有相当一部分为筛管完井,筛管与井壁间存在管外环空,见水后危害极大,控水增油成为公认的世界级难题。后期管外化学分段,实现出水部位定向治理成为重要的技术方向。但“重力坍落”效应导致常规材料无法填充水平环空,二次交联分段材料现场工艺控制困难。以磁性材料为基础发明高触变可固化流体,即水平井环空化学封隔器预聚体,剪切变稀后结构恢复迅速（10-15s）,可完全立体充填水平环空,并在温度作用下基于多功能团固化体系由触变流体形成为高强固体环空化学封隔器。45-130℃条件下,固化时间3.0-12h可控,承压能力大于20MPa,定位放置偏差±5m,工艺安全可靠,满足不同类型油藏水平井后期治理需要。国内首次开展了矿场先导试验,目前已应用于国内10多个油气田,成为筛管完井水平井控水增产有效技术途径之一。

水平井环空化学封隔器研究及应用进展

对水平井环空化学封隔器(ACP)的材料组成、性能评价方法和应用现状等进行了综述,指出良好的ACP材料应同时具备高触变、高强度和易降解等特性。目前所用的ACP材料很难同时满足以上性能要求,且其评价方法尚无统一标准。现场应用中应结合油藏特点和施工要求,优化ACP材料的化学组成。

高温水平井环空化学封隔材料配方体系

为解决油田高温地层割缝筛管完井的水平井定点封堵问题,研制了一种适用于高温油藏的水平井环空化学封隔材料(ACP),并对其进行了扫描电镜测试和耐温性能、环空充填性能、堵水率及残余阻力系数等评价。研究表明:ACP材料在120℃的高温环境可稳定成胶,成胶时间可控(2~8 h),且触变性优良,可实现瞬时环空充填,无重力“坍塌”现象,长期稳定性可达180 d以上。该封隔材料完全成胶后具有强度较高、封堵性能优良的特点,在120℃、注入速度1 mL/min、堵剂注入量0.8 PV时,测试突破压力梯度达7.5 MPa/m,堵水率达99.46%,残余阻力系数为185.36,能够满足割缝筛管完井水平井定点封堵的需求。

水平井化学控水技术研究与应用

针对水平井开发后期的出水问题,结合水平井完井及出水特点,提出了HWSO选择性堵水及ACP控水两个技术思路。研究以及矿场实践表明,对于出水层位不清,或出水层段不能封隔的水平井应用HWSO选择性堵水技术;ACP材料在强度等性能上满足环空充填的需要,可作为直接堵水、管外环空封隔的手段,辅助实现分采、地层注胶堵水等工艺。

高触变可控固化材料及其在水平井中心管控水中的研究与应用

为了实现海上筛管完井在生产水平井的管外分段及中心管控水工艺,针对南海西部某油田,优选了基于铁/镍稀土的高触变可控固化材料,研究了其流变学特征,形成了固化强度高、工艺风险低的化学管外封隔器,以满足筛管完井水平井控水的充填、安全等要求,并开展了失效自膨胀封隔器修复及层内窜流封堵的现场应用,措施后试验井含水降低21%,产油量增加73 m^(3)/d,取得明显控水增油效果,为海上油田水平井控水稳油技术的发展探索了一条新思路。

筛管水平井堵水材料的研制与评价

环空化学封隔器(ACP)技术是有效分隔筛管完井水平井水平段环空的工艺手段,但是其核心ACP材料的性能仍有待于进一步完善。针对常规堵水材料强度低、环空充填不完全和降解难的问题,研制了一种筛管水平井堵水用高强度可降解ACP材料,其采用瓜胶和甘露聚糖酶等作为封隔材料组分,突破了HPAM基凝胶材料的局限。实验研究了其胶凝、环空充填和降解等特性,并借助全尺寸筛管水平井模型和现场试验,验证了其应用于水平井堵水环空封隔的可行性。

水平井定向堵水技术在云2平4井的应用

筛管完井的水平井一般水平段套管外没有固井,常规找堵水工具的应用受到限制,中原油田在云2平4井开展了水平井定向堵水技术的相关研究。采用K344专用封隔器卡封预定层段,将高性能堵剂化学封隔器(ACP)定向置放,实现无固井段套管外的地层分隔,然后采用K344专用封隔器验证化学封隔器(ACP)的封堵效果;最后采用专用插管封隔器,向地层挤入较大剂量高性能堵剂(ZR-PD),达到封堵水平井出水层段的目的。现场施工结果表明,堵水后平均日增油3.7 t,含水下降4.5个百分点;截至2015年底,阶段累计增油1 023.6 t,累计降液22 983 m^3,阶段有效期398 d。水平井定向堵水的针对性强,工艺成功率高,增油降水效果明显。

筛管完井水平井梯度智能控堵水试验研究

海上油田水平井多数采用筛管完井防砂,筛管与井壁之间存在轴向窜流,为解决水平井找水、分段控堵水难题,通过室内水平井控堵水模拟装置,开展基于电控阀控水管柱的梯度智能控堵水试验研究,分别测定筛管外环空化学封隔器(ACP)封隔强度、凝胶堵剂封堵率。结果表明:ACP每米环空抗压强度p>2 MPa,凝胶堵剂封堵率f为95.79%,封堵后,高、低渗透层出现"剖面反转现象",使原来产液少的低渗透管分流量Q由封堵前的9%上升至80%,超过了高渗透管的产出,低渗透管得到了较好动用,说明梯度智能控堵水技术具有较好堵水效果。