复合凝胶在苏桥储气库承压堵漏中的应用

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1、复合凝胶在苏桥储气库承压堵漏中的应用冯杰杨海军王立辉杨洪黄宏军孙明昊徐显广苑旭波刘明峰吕郑生中国石油集团钻井工程技术研究院中国石油股份有限公司华北油田公司摘要：通过对苏桥储气库地层情况、固井施工难点及承压堵漏技术难点的分析，提出复合凝胶堵漏技术。该技术是在桥堵的基础上加入复合凝胶，利用复合凝胶的弹性变形、膨胀堵塞等特性，解决堵漏材料颗粒与漏失通道的匹配性、在漏层的驻留能力和堵漏强度等问题。在苏49K-P5井、苏4K-3X井应用了复合凝胶承压堵漏技术，保障了固井施工的效果和质量。该技术具有现场适应性好和提高承压能力强等的特性，具有很好的推广应用前景。关键词:储气库承压堵漏复合凝胶完井固井现场应用

2、苏桥储气库注采气井三开地层承压能力低，钻完井过程中漏失时有发生，水泥浆密度低，固井质量难以保证。为了确保固井质量，保证储气库的有效密封，完井固井前需要进行承压堵漏施工。注采井三开裸眼段长，存在大量泥岩、砾岩和砂岩互层，且泥岩、砾岩和砂岩以及砂泥岩互层的漏失压力各不相同，承压堵漏层段上下地层属性差别大，漏失层位不明且难以准确判断。目前多采用的桥塞堵漏方法，存在以下不足：一是要求堵漏材料颗粒大小与漏层通道相匹配，否则效果差，但苏桥储气库漏层缝洞尺寸大小很难确定，且尺寸范围广，需要多次级配，造成堵漏成功率低；二是堵漏强度低，提高井壁承压能力有限。为此研发了复合凝胶承压堵漏技术，并在苏桥储气库苏49K

3、-P5和苏4K-3X等2口井进行了成功应用。1苏桥储气库基本情况苏桥储气库（群）位于河北省廊坊市，由苏1、苏20、苏4、苏49、顾辛庄五个储气库组成。其中苏桥潜山带地处河北省霸县～永清县境内，位于冀中坳陷文安斜坡苏桥～信安镇潜山带，从南至北依次分布有苏6潜山、苏1潜山、苏4潜山、苏49潜山，苏4潜山位于该潜山带的中部，苏49潜山位于该潜山带的北端。苏4潜山和苏49潜山钻遇地层自上而下为新生界第四系和第三系、中生界侏罗系、上古生界石炭系～二叠系、下古生界奥陶系，下古生界奥陶系为该潜山气藏的产层，上古生界石炭系～二叠系为气藏的盖层。其主要钻完井技术难点有：储层埋藏深（3500～5300米）；地层温

4、度高（110～157℃）；地层情况复杂（坍塌、漏失）；气藏亏空严重（0.18～0.95）。2提高地层承压能力必要性及难点固井质量及密封效果对于储气库井非常重要，而苏桥地区的地质情况对保证固井质量提出了更高的技术要求。2.1固井难点1）苏桥储气库井储层孔隙发育，而且为枯竭油气藏改建，地层亏空严重，易漏失，地层承压能力差，原苏桥潜山开发井大多采用“穿鞋带帽”方式固井；2）储气库井要求水泥浆全井段封固，深层储气库井势必形成水泥封固段长，水泥浆静液柱压差大，要求地层承压能力高；3）灰岩地层提高承压能力难度大，往往承压堵漏时间长，而最终承压能力仍然达不到固井要求，导致井径扩大严重且极不规则，造成水泥浆窜

5、槽，顶替效率无法保证；4）为预防井漏，领浆密度只能采用与钻井液密度相近的水泥浆，水泥浆与钻井液的密度差较小，浮力基本没有，极易导致水泥浆窜槽；5）为降低流动阻力，往往只能采用低返速小排量顶替，顶替效率受到了影响。提高地层承压能力是提高华北储气库井固井质量的关键之一。地层承压能力提高了，水泥浆密度才能提高，强度才能保障；地层承压能力提高了，顶替排量才能提高，从而提高顶替效率。2.2承压堵漏施工现状1）苏4-10X井承压堵漏情况：原始承压2.3MPa，通过承压堵漏试压达到4.5MPa，30min不降，基本满足平衡固井的要求；2）霸33平3井承压堵漏情况：累计堵漏12次，其中堵漏泥浆堵漏7次，水泥浆

6、堵漏5次，由原来的4.2MPa升高到承压4.7MPa，承压堵漏效果不明显；3）苏20K-P1承压堵漏情况：原始承压1.6MPa，通过承压堵漏试压达到2.8MPa，提高了地层承压能力，基本满足平衡固井的要求。2.3承压堵漏技术难点苏桥储气库钻井施工过程中，沙三～沙四段、石炭～二叠系以及奥陶系地层易发生漏失，该地层孔喉、裂缝上下差异大，上部存在诱导性裂缝，下部孔吼尺寸较小，大颗粒的堵漏材料难以在上部地层形成较好的架桥，而较大的堵漏材料在下部地层容易形成糊皮现象，无法进入地层深部。堵漏难点表现在:地质特点、缝洞孔喉尺寸了解不全面；裸眼段长，漏层位置不易确定；地层破碎，自身骨架应力较低；原始地层压力下

7、降严重（由47.9MPa降至26.6MPa）；井底温度高（152~160℃）。3复合凝胶堵漏技术3.1组成及特点复合凝胶堵漏技术是在桥堵的基础上加入复合凝胶形成的新型堵漏技术，由复合凝胶与桥塞堵漏材料复配而成，利用凝胶聚合物的弹性变形特性，来适应漏层的不同缝洞孔喉大小，保证堵漏材料能进入漏层并能驻留，它具有弹性高、强度大和抗温好的特点，能提供较高的膨胀堵塞强度，堵漏成功率和承压能力大大提高，对裂缝