[发明专利]利用吸水树脂在油气井形成人工井壁的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于欠注或衰竭性开发油气藏中对油气井进行完井和修井作业中为保护储集层、降低生产成本、缩短施工周期，利用吸水树脂在油气井形成人工井壁的新方法。

背景技术

我国的许多油气田已进入开发中后期，由于欠注或衰竭性开发，主要产层的地层压力梯度已大大低于原始地层压力梯度，甚至可能低于水柱压力。在这种情况下，如要对油气井进行完井和修井作业，在作业过程中，势必发生完井液和修井液的大量漏失和固相对产层的堵塞，使得作业后油气井的产能大幅降低。更为严重地是，由于不能建立循环使得部分井不能实现完井或修井，使得油气井过早地报废(特别是气井)。

对于此类油气井如果出砂，由于不能采用冲砂作业，不得不采用捞砂作业，由于作业周期长，成本高，地层损害严重，恢复产能时间延迟等原因，导致作业效益低下，不能良好地实现修井作业的目的。

对于同时具有高压层和低压层的多压力层系的油气井作业难度就更大。要保证高压产层的安全就必须以该层的压力系数设计完井液和修井液的密度，这样就势必在低压层造成过高的正压差，使得完井液或修井液发生大量的漏失，大量漏失又会使得高压层的油气进入井内，形成上吐下泻的复杂情况。不但影响油气井完井或修井后的产能，而且会对作业过程形成极大的安全威胁，甚至出现井喷和井塌的严重事故。

以上的技术难点造成了此类油气井作业的工期和成本的大幅度上升，更为严重的后果是由于完井液和修井液液相的大量进入油气层，改变了井筒周围产层的含水饱和度，并造成产层内各类敏感性损害，使得油气井在作业后产能大幅度下降，大大降低了油气田的开发效益和最终采收率。

针对低压油气井的完井和修井问题，目前存在如下一些体系和施工工艺。

1、泡沫压井液体系(CN1782322A，CN101544884A)

泡沫压井液体系是通过在液体中加入表面活性剂，充入惰性气体形成泡沫体系，该体系最低密度可达到0.4g/cm³，通过调节加气量来控制体系的密度。该体系在常压和低压油井完井和修井作业中使用，可以大幅度降低液体的漏失，对地层的正压差较小，同时又是无固相体系，可以很大程度上控制完井液和修井液造成的地层损害，是一种常压和低压油井完井和修井的良好体系。其存在的问题是：(1)稳定周期短，泡沫压井液稳定时间在24～48小时，一旦失效，会造成过大的正压差，发生液体大量漏失；(2)工艺较为复杂，要使用专门的配液装置和多种添加剂，比如发泡器，制氮装备等，成本较高；(3)对环境污染大，作业结束后泡沫体系的排放，会造成地面大面积的泡沫污染。

2、固相暂堵型压井液体系(CN1047686A，CN1053631A)

在完井液和修井液中加入与储层孔喉配伍的刚性暂堵材料就形成了固相暂堵型压井液体系，该体系的优点是一旦暂堵层形成后，会在很大程度上防止完井液在常压和低压地层的漏失，且能承受较高的正压差，这种体系施工工艺简单，成本较低。其缺点是：(1)作业结束后要进行专门酸洗作业才能恢复生产，增加作业程序，延长作业时间；(2)完井液中的固相会进入产层，较小的颗粒会在正压差的作用下进入孔渗较好的产层内部，形成产层内的堵塞，影响产能；(3)完井液的聚合物会损害产层，一方面高粘液体进入产层，难以反排，另一方面聚合物会吸附在岩石颗粒表面，缩小流道的面积，降低油相的渗透率。

3、无固相清洁盐水压井液体系

清洁盐水主要用作完井液、修井液以及封隔液，这主要是因为这类流体不需通过悬浮固相来控制静液柱压力，其优点还表现在能有效抑制粘土膨胀和微粘运移，与储层有很好的配伍性。该类完井液由于不含澎润土及其它任何固相，密度通过加入不同类型和数量的可溶性无机盐进行调节，选用的无机盐包括NaCl、KCl、CaCl₂、NaBr、KBr、CaBr₂、ZnBr₂和HCOONa等。

目前该体系主要应用在大位移井、水平井以及套管井下扩眼，储层裸露面积大、与流体接触时间长，特别是对低孔低渗气藏，水相圈闭损害程度依然会比较严重，即使加入助排剂效果也不一定理想。对于常规井，一般采用射孔和压裂方式来减少储层损害；但对于大位移井、水平井以及套管井下扩眼，这些方法不一定可行，尤其在海上特殊地层或疏松地层更是如此。