大湾水平井气井射孔暂堵工艺技术优化与应用

内容摘要：普光气田大湾区块水平井开发中，针对储层渗透率差异大、硫化氢含量高、暂堵稳定性要求严苛等问题，优化了纯凝胶暂堵剂配方及施工工艺。通过调整粒径级配（粗细比6：4）、悬浮稳定剂（XF-1加量0.5%-1%）和分段塞注入技术，解决了水平段暂堵剂沉降、高渗层封堵强度不足等难题。现场应用4口井表明，暂堵压力达29-38MPa，有效保障了酸压管柱安全下入，为高含硫气藏开发提供了技术支撑。

关键词：裸眼水平井；裸眼水平井；硫化氢；凝胶暂堵剂；悬浮稳定性；分段酸压

1技术难点

1.1悬浮稳定性要求高：水平段长（最长1215.5m），暂堵剂易沉降导致封堵不均。

1.2 高渗层占比大：Ⅰ、Ⅱ类储层占比80%以上，需大粒径凝胶（孔隙度8.9%）。

1.3 需无硬颗粒限制：纯凝胶材料暂堵强度低（最高6MPa），需优化配方。

2 暂堵剂优化

2.1 暂堵材料配比优化：粗细凝胶比例6：4，提升大孔隙封堵能力。（图1）

相对于普光水平井暂堵来讲，纯凝胶暂堵剂形成的封堵强度较弱，且消耗的暂堵浆相对要多近1倍。

2.2悬浮稳定性能优化：XF-1加量0.5%-1%，静切力7-15Pa，平衡悬浮与流动性（表1）。

2.3用量计算：用量=R2πHΦ+井筒存留及附加量优化，І、Ⅱ、Ⅲ类产层厚度和孔隙度（表2）。

3 施工工艺

3.1暂堵浆配制工艺

高渗段增加暂堵剂浓度，水平段控制悬浮性。根据高含硫气井单井的储层物性，针对不同井的特点，采用多段塞方法注入孔隙地层暂堵剂用量，将暂堵剂推到地层，留在井筒内的段塞可少加或不加暂堵剂，提高暂堵浆悬浮能力来减缓气侵速度。

3.2 挤注过程控制工艺

暂堵浆的挤注是暂堵施工过程的关键环节，其施工安全是挤注工艺控制的重中之重，需要对暂堵施工前配套设备检查，暂堵施工中压力等进行严格控制。

（1）地面设备试压：水泥车、地面管汇试压，试压值不小于50MPa。

（2）套管试压：试压要求达35MPa，确保套管承压达到暂堵施工要求；暂堵施工过程中的挤注压力控制在30MPa左右。

（3）替浆过程控制：正替暂堵浆至筛管上方200～300m处，以排量300～500L/min及时将暂堵浆顶替到位。在暂堵浆的性能满足与压井液混浆段无沉淀的情况下，通过将暂堵浆正替至筛管上方200～300m处，可以进一步防止混浆段部分暂堵材料的沉降，避免堵塞筛管造成后续挤注施工不通畅，进一步提高作业的安全系数；在保证安全的情况下，控制排量在300～500L/min之间，尽量迅速及时地将暂堵浆顶替到位，防止射孔后过多的硫化氢气体气侵至套管内，腐蚀氢脆管柱。

（4）挤注施工及压力控制：替浆结束，关套管闸门，正挤暂堵浆和压井液，计算准确所需压井液至筛管的用量，在最高施工压力不大于地破压力和套管试压值的情况下，以压力循序渐进、少挤多次，小排量100L/min注入蹩压为原则，使封堵层逐渐形成，防止压力过快上升，憋漏地层；控制压力与泵入量之间的关系，以压力变化范围、幅度来决定泵入量，停泵，观察稳压情况，决定是否继续挤注（根据压力变化确定蹩挤量），预定稳压根据附加一定的当量液柱压力决定，一般附加0.02～0.03 g/cm3（根据现场实际调整确定）；暂堵施工完成后，继续关井至压力自然扩散2小时以上，然后缓慢开井，以2MPa/次的方式进行分段缓慢泄压至零，防止出现返吐现象，影响暂堵效果，记录施工压力变化情况。

（5）洗井：挤注结束后用压井液或钻井完井液进行洗井，将剩余暂堵剂余量洗出井筒，确保后期酸压-生产管柱下入施工安全。

3.3 暂堵安全措施及预案

（1）设备试压≥50MPa，套管试压35MPa；挤堵过程中因管线、井口刺漏，必须停泵泄压整改。

（2） H₂S监测＞10ppm时立即启动应急，当硫化氢含量大于10ppm时，井场施工人员必须带好空呼；硫化氢分压大于0.21KPa时，应立即压井；现场配备急救药品。

（3）洗井彻底反排暂堵剂，防管柱堵塞，洗井液进出口液量、性能一致；原则是保护气层。起管柱时边起边灌。防止暂堵剂卡射孔管柱，降低浓度减少环空暂堵剂颗粒的堆积。

（4）施工前认真检查动力系统，传动系统，起升系统，确保在施工中发生意外时，及时处理。

（5）配制封堵浆前，配液罐内干净无杂物，配液罐的搅拌机，水泥车试运转，确保运转良好，施工过程的连续。认真检查井口阀门、封井器开关灵活，密封可靠。

（6）施工过程中，施工人员不得站在高压管汇区和高压部件可能飞离的方向，非工作人员禁止进入施工现场。

（7）施工作业产生的废液排入泥浆池中，不得随地排放。

4 现场应用

水平井暂堵技术在大湾区块4口水平井成功应用，有效地封堵射孔产生的裂缝，确保后期作业施工安全，施工统计见（表3）。

4.1 单井投产层段为飞一、二井段，跨度较大，最大达到1215.5m，根据钻井过程泥浆密度实际应用及试气井段地质特性，通过室内调整配制暂堵浆配方试验，充分调整暂堵浆的流动性、悬浮稳定性、抗温能力、封堵能力，能够有效满足现场施工要求。

4.2 暂堵施工压力较高，分析主要是地层原因；为了确保暂堵效果，施工中采取反挤的方法，降低了施工压力，可尽量多的注入暂堵浆，减少浪费提高封堵效果。

4.3 通过暂堵施工效果分析，控制气体上窜速度，①首先要确保暂堵剂进入地层，并在近井壁地带形成有效的暂堵层，减缓气浸速度。②要确保压井液密度能够平衡地层压力，形成正压差，才能更好控制气体上窜速度。

5 大湾水平井暂堵认识

5.1大湾水平井暂堵段长，最长达1216m，Ⅰ、Ⅱ类储层比例较高，孔隙度大。

5.2为适应作业要求，大湾水平井采用纯凝胶材料作为暂堵剂，相对于普光水平井，该类暂堵剂消耗暂堵浆量大，形成暂堵层承压强度弱，室内最高为6MPa。

5.3 XF-Ⅱ加量为0.5%～ 1%时，静切力为7Pa-15Pa，具有较高悬浮能力且能流动，可满足管柱下入暂堵段要求。

5.4 水平井暂堵技术在大湾区块4口水平井成功应用，凝胶暂堵剂可封堵各类空隙，确保后期试气作业安全，为大湾投产提供强有力的技术支撑。

6 参考文献

【1】《屏蔽暂堵技术中暂堵剂粒径的优化选择》断块油气田;1996年06期 杨同玉，张福仁，单位：胜利石油管理局采油工艺研究院

【2】《低渗透油藏渗流机理及开发技术研究》，邱勇松，单位：中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所）