摘 要：在日常油、气井作业过程中，经常遇到一些井地层漏失严重，进出口水量严重不一致，灌注大量的水，出口仍不返水，无法进行冲砂、钻塞、注灰等作业工序;尤其是气井，入井液漏入地层，对高、中、低渗透气藏，特别是老区块，地层压力较低，水敏现象严重，对气藏产生巨大伤害，导致地层流动压力升高，气流阻力增大，导致气井产量下降，严重时造成气井不出气。为解决这个问题，2017年研究应用有机仿生弹性凝胶暂堵剂，取得显著效果。
关键词：有机暂堵;工艺研究;效益
2017年以前一直应用无机颗粒堵剂进行暂堵，作业完井后再用酸液解除暂堵层，然后正常生产，无机颗粒暂堵对地层有一定伤害，且用酸液解除，增加作业工序及解堵剂费用;为克服这一缺点，2016年开始研究应用有机仿生弹性凝胶暂堵剂，利用有机凝胶颗粒遇水膨胀变形的原理，暂时封堵漏失层，作业完后自动降解成溶于水的小分子，随生产排出地层，应用后取得显著效果。
1 主要研究内容
1.1 工艺技术原理
有机暂堵工艺是利用有机凝胶颗粒遇水膨胀变形的原理，变形收缩进入炮眼内，靠其膨胀性卡塞在炮眼内，及其吸附性能牢固地吸附在岩石表面，产生暂时膨胀卡塞性封堵炮眼，防止入井液漏失到地层，保证作业工序正常进行，作业完工后自动降解成溶于水的小分子，随生产排出地层。
1.2 现场施工工艺
①下暂堵管柱：下Ø89mm喇叭口至油层上界10m;②配堵剂：依据油层厚度及油层跨度计算暂堵剂的用量，现场按0.2-0.5%的浓度配制有机暂堵剂;③暂堵：用水泥车将配好的有机暂堵剂正替入井内，关套管闸门，正挤清水至油层上界，观察泵压变化，直至达到需要的施工泵压为止;④进行正常作业工序。
1.3 仿生弹性凝胶暂堵剂的研究
①机理：仿生弹性凝胶暂堵剂主要依据生物仿生学原理，采用高新生物工程技术，经特殊生产工艺加工而成，规定时间可自动降解的生物高分子聚合物。仿生弹性凝胶暂堵剂在水中只迅速溶胀而不溶解，遇到炮眼时，地层炮眼内压力大于井筒内炮眼压力，牢固地吸附在炮眼上，产生暂时吸附性封堵炮眼;地层炮眼内压力小于井筒内炮眼压力，弹性凝胶暂堵剂就变形收缩进入炮眼内，靠其膨胀性卡塞在炮眼内，及其吸附性能牢固地吸附在岩石表面，产生暂时膨胀卡塞性封堵炮眼，两种封堵炮眼作用均能防止入井液漏失到地层。施工作业后井筒内压力降低到小于地层炮眼内压力，暂时封堵解除;炮眼内仿生弹性凝胶暂堵剂被返吐到井筒内，或规定时间内生物降解成溶于水的小分子，随生产排出地层，暂时膨胀卡塞性封堵炮眼完全解除，油气井迅速恢复生产;②特点：a“吸鳖虫”特性，一定压力下它在固体表面具有较强的吸附性;b“变形虫”特性，有较好触变性;c规定时间内在水中只溶胀不溶解;d一定压力下，有较好驱动性;e在规定时间内可生物降解性。
1.4 室内实验
①岩芯实验研究：a 仿生弹性凝胶暂堵剂的注入性试验，凝胶的注入性与凝胶的尺寸、地层的有效孔隙直径、以及凝胶的膨胀速度等因素有关。有效孔隙直径是有效渗透率K和有效孔隙度的函数，即：有效孔隙直径=（K/Ф）1/2，刚性凝胶粒径大于有效孔隙直径1/2，凝胶就不能进入孔隙内;b 可驱动性及封堵实验：试验方法：采用长4.0cm，面积0.95cm2的小填砂管模型。岩芯中注入0.2%仿生弹性凝胶暂堵剂100mL。分别测流动压力和流量的关系和不同注入时间的阻力系数。压力为0.01MPa时，凝胶未进入孔隙，流量较大，注入压力升高，凝胶开始进入孔隙形成堵塞，流量减少趋势明显。压力增加，流量增大，凝胶流动到一定值趋于稳定，卡塞在炮眼内;②膨胀度与时间的关系：室温条件下，200mL矿化度低于500ppm的水置于250mL烧杯中，称取1g加仿生弹性凝胶暂堵剂入其中，每隔1小时以称重法计算其膨胀倍数，连续记录24小时，其膨胀度随时间增长而增大，2h膨胀倍数达到50倍，8h达到最大值，现场应用膨胀倍数20-50已足够封堵炮眼;③温度对膨胀率的影响：不同温度条件下观察，温度增大凝胶的膨胀速度增大，但温度对凝胶的最终膨胀度没有太大的影响;④水的矿化度对凝胶膨胀度的影响：温度23℃，取不同矿化度的水做实验，观察水的矿化度对膨胀度影响。水矿化度增大，凝胶膨胀度回降低，主要由于反滲透作用造成的。水含盐量达5%，凝胶膨胀度降到最低值，随着矿化度增大，其膨胀度基本不发生变化。实验发现，膨胀凝胶在高矿化度水中比在低矿化度水中弹性要好，对炮眼暂堵是有利的。
3 取得的技术、经济、社会效益
①技术效益，2017年12个月，共实施油、气井暂堵4井次，有效4井次，有效率100%;累计暂堵剂用量38m3，处理油层厚度116.6m/57n，平均单井用暂堵剂9.5m3，施工一次成功率100%，暂堵后漏失量均为零，完井开抽后产量稳定，无下降趋势，暂堵效果显著;②经济效益，投入费用：4井次*2.2万元=8.8万元;产出费用：1井次节约解堵工序4.7万元，4井次节约4.7*4=18.8万元;投入产出比：18.8：8.8=1：2.1;③社会效益，有机暂堵无需解堵，可自动降解，减少占井周期8天。
4 结论与认识
①有机凝胶颗粒暂堵剂克服了无机堵剂对地层产生的伤害，自动降解效果好;②有机暂堵工艺技术有效解决了油气井漏失层严重漏失问题，具有较好推广应用价值;③有机暂堵节约解堵工序，减少了占井周期。
参考文献：
[1]吴奇.井下作业工程师手册[M].北京：石油工业出版社， 2002.
[2]赵福麟.油田化学概论[M].东营：石油大学出版社，2009.
作者简介：
谷红波（1969- ），男，汉族，河南濮阳人，工程师，主要从事油田化学挤堵、酸化工作。
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