復(fù)合凝膠在蘇橋儲氣庫承壓堵漏中的應(yīng)用

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1、復(fù)合凝膠在蘇橋儲氣庫承壓堵漏中的應(yīng)用馮杰楊海軍王立輝楊洪黃宏軍孫明昊徐顯廣苑旭波劉明峰呂鄭生中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院中國石油股份有限公司華北油田公司摘要：通過對蘇橋儲氣庫地層情況、固井施工難點(diǎn)及承壓堵漏技術(shù)難點(diǎn)的分析，提出復(fù)合凝膠堵漏技術(shù)。該技術(shù)是在橋堵的基礎(chǔ)上加入復(fù)合凝膠，利用復(fù)合凝膠的彈性變形、膨脹堵塞等特性，解決堵漏材料顆粒與漏失通道的匹配性、在漏層的駐留能力和堵漏強(qiáng)度等問題。在蘇49K-P5井、蘇4K-3X井應(yīng)用了復(fù)合凝膠承壓堵漏技術(shù)，保障了固井施工的效果和質(zhì)量。該技術(shù)具有現(xiàn)場適應(yīng)性好和提高承壓能力強(qiáng)等的特性，具有很好的推廣應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞:儲氣庫承壓堵漏復(fù)合凝膠完井固井現(xiàn)場應(yīng)用

2、蘇橋儲氣庫注采氣井三開地層承壓能力低，鉆完井過程中漏失時(shí)有發(fā)生，水泥漿密度低，固井質(zhì)量難以保證。為了確保固井質(zhì)量，保證儲氣庫的有效密封，完井固井前需要進(jìn)行承壓堵漏施工。注采井三開裸眼段長，存在大量泥巖、礫巖和砂巖互層，且泥巖、礫巖和砂巖以及砂泥巖互層的漏失壓力各不相同，承壓堵漏層段上下地層屬性差別大，漏失層位不明且難以準(zhǔn)確判斷。目前多采用的橋塞堵漏方法，存在以下不足：一是要求堵漏材料顆粒大小與漏層通道相匹配，否則效果差，但蘇橋儲氣庫漏層縫洞尺寸大小很難確定，且尺寸范圍廣，需要多次級配，造成堵漏成功率低；二是堵漏強(qiáng)度低，提高井壁承壓能力有限。為此研發(fā)了復(fù)合凝膠承壓堵漏技術(shù)，并在蘇橋儲氣庫蘇49K

3、-P5和蘇4K-3X等2口井進(jìn)行了成功應(yīng)用。1蘇橋儲氣庫基本情況蘇橋儲氣庫（群）位于河北省廊坊市，由蘇1、蘇20、蘇4、蘇49、顧辛莊五個(gè)儲氣庫組成。其中蘇橋潛山帶地處河北省霸縣～永清縣境內(nèi)，位于冀中坳陷文安斜坡蘇橋～信安鎮(zhèn)潛山帶，從南至北依次分布有蘇6潛山、蘇1潛山、蘇4潛山、蘇49潛山，蘇4潛山位于該潛山帶的中部，蘇49潛山位于該潛山帶的北端。蘇4潛山和蘇49潛山鉆遇地層自上而下為新生界第四系和第三系、中生界侏羅系、上古生界石炭系～二疊系、下古生界奧陶系，下古生界奧陶系為該潛山氣藏的產(chǎn)層，上古生界石炭系～二疊系為氣藏的蓋層。其主要鉆完井技術(shù)難點(diǎn)有：儲層埋藏深（3500～5300米）；地層溫

4、度高（110～157℃）；地層情況復(fù)雜（坍塌、漏失）；氣藏虧空嚴(yán)重（0.18～0.95）。2提高地層承壓能力必要性及難點(diǎn)固井質(zhì)量及密封效果對于儲氣庫井非常重要，而蘇橋地區(qū)的地質(zhì)情況對保證固井質(zhì)量提出了更高的技術(shù)要求。2.1固井難點(diǎn)1）蘇橋儲氣庫井儲層孔隙發(fā)育，而且為枯竭油氣藏改建，地層虧空嚴(yán)重，易漏失，地層承壓能力差，原蘇橋潛山開發(fā)井大多采用“穿鞋帶帽”方式固井；2）儲氣庫井要求水泥漿全井段封固，深層儲氣庫井勢必形成水泥封固段長，水泥漿靜液柱壓差大，要求地層承壓能力高；3）灰?guī)r地層提高承壓能力難度大，往往承壓堵漏時(shí)間長，而最終承壓能力仍然達(dá)不到固井要求，導(dǎo)致井徑擴(kuò)大嚴(yán)重且極不規(guī)則，造成水泥漿竄

5、槽，頂替效率無法保證；4）為預(yù)防井漏，領(lǐng)漿密度只能采用與鉆井液密度相近的水泥漿，水泥漿與鉆井液的密度差較小，浮力基本沒有，極易導(dǎo)致水泥漿竄槽；5）為降低流動阻力，往往只能采用低返速小排量頂替，頂替效率受到了影響。提高地層承壓能力是提高華北儲氣庫井固井質(zhì)量的關(guān)鍵之一。地層承壓能力提高了，水泥漿密度才能提高，強(qiáng)度才能保障；地層承壓能力提高了，頂替排量才能提高，從而提高頂替效率。2.2承壓堵漏施工現(xiàn)狀1）蘇4-10X井承壓堵漏情況：原始承壓2.3MPa，通過承壓堵漏試壓達(dá)到4.5MPa，30min不降，基本滿足平衡固井的要求；2）霸33平3井承壓堵漏情況：累計(jì)堵漏12次，其中堵漏泥漿堵漏7次，水泥漿

6、堵漏5次，由原來的4.2MPa升高到承壓4.7MPa，承壓堵漏效果不明顯；3）蘇20K-P1承壓堵漏情況：原始承壓1.6MPa，通過承壓堵漏試壓達(dá)到2.8MPa，提高了地層承壓能力，基本滿足平衡固井的要求。2.3承壓堵漏技術(shù)難點(diǎn)蘇橋儲氣庫鉆井施工過程中，沙三～沙四段、石炭～二疊系以及奧陶系地層易發(fā)生漏失，該地層孔喉、裂縫上下差異大，上部存在誘導(dǎo)性裂縫，下部孔吼尺寸較小，大顆粒的堵漏材料難以在上部地層形成較好的架橋，而較大的堵漏材料在下部地層容易形成糊皮現(xiàn)象，無法進(jìn)入地層深部。堵漏難點(diǎn)表現(xiàn)在:地質(zhì)特點(diǎn)、縫洞孔喉尺寸了解不全面；裸眼段長，漏層位置不易確定；地層破碎，自身骨架應(yīng)力較低；原始地層壓力下

7、降嚴(yán)重（由47.9MPa降至26.6MPa）；井底溫度高（152~160℃）。3復(fù)合凝膠堵漏技術(shù)3.1組成及特點(diǎn)復(fù)合凝膠堵漏技術(shù)是在橋堵的基礎(chǔ)上加入復(fù)合凝膠形成的新型堵漏技術(shù)，由復(fù)合凝膠與橋塞堵漏材料復(fù)配而成，利用凝膠聚合物的彈性變形特性，來適應(yīng)漏層的不同縫洞孔喉大小，保證堵漏材料能進(jìn)入漏層并能駐留，它具有彈性高、強(qiáng)度大和抗溫好的特點(diǎn)，能提供較高的膨脹堵塞強(qiáng)度，堵漏成功率和承壓能力大大提高，對裂縫