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封窜剂地层侵入性研究

作　者: 刘国霖
导　师: 付美龙
学　校: 长江大学
专　业: 油气田开发工程
关键词: 封窜剂驱替压力侵入深度预测模型
分类号: TE357.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文针对双河油田在对封窜井进行封窜施工时,现场根据吸水情况,封窜剂的用量设计半径可能大于重复补孔射孔枪的最大穿深,导致封窜后重复补孔射不透,造成层位报废的生产现状,评价了四种封窜剂(GX-1、YH-02、KJ-150、G级油井水泥)在不同的渗透率(100×100-3μm2、150×10-3μm2、200×10-3μm2、250×10-3μm2)、温度(70℃、80℃、90℃)、驱替压力(15MPa、18MPa、21MPa、24MPa、27MPa)以及驱替速度(25.0ml/min、32.0ml/min、40.0ml/min、50.ml/min、60ml/min)条件下封窜剂侵入深度的研究。通过分析实验数据,得出了GX-1的封窜性能优于YH-02、KJ-150以及G级油井水泥,针对GX-1建立了封窜剂侵入深度预测模型(KTP侵入深度预测模型、KTV侵入深度预测模型),并通过侵入深度预测模型,合理优化了施工工艺参数。大量的室内评价实验和岩心物模实验结果表明：(1)封窜剂的侵入深度随渗透率的升高而增加,这是因为随着渗透率升高,岩样致密性降低,封窜剂浆体在岩样中流动阻力减小,封窜剂浆体很容易侵入到岩样深部。以GX-1为例,在渗透率为100×10-3μm2时纵向侵入深度为80.4cm,前端的横向侵入深度为3.0cm,后端的横向侵入深度为2.2cm,当渗透率升至250x10-3μm2时纵向侵入深度为92.3cm,前端的横向侵入深度为3.7cm,填砂管后端的横向侵入深度为2.8cm。(2)封窜剂的侵入深度随温度的升高而减小,这是因为随着温度升高,封窜剂浆体水化程度大大提高,大量水化形成水化硅酸钙,封窜剂浆体的流动性能变差,凝固时间变短,稠化时间变短,流动阻力增加,封窜剂无法侵入储层深部。以G级油井水泥为例,在温度为70℃时纵向侵入深度为81.1cm,前端的横向侵入深度为2.8cm,后端的横向侵入深度为2.0cm,当温度升至90℃时纵向侵入深度为80.0cm；前端的横向侵入深度为2.7cm,后端的横向侵入深度为1.6cm。(3)封窜剂的侵入深度随驱替压力的升高而增加,这是因为提高驱替压力能够促使封窜剂浆体侵入砂体深部。以KJ-150为例,在驱替压力为15MPa时纵向侵入深度为81.5cm,前端的横向侵入深度为3.2cm,后端的横向侵入深度为2.2cm,当驱替压力升高至27MPa时纵向侵入深度大于98.3cm,穿透模拟地层,前端的横向侵入深度为3.8cm,后端的横向侵入深度为2.7cm。(4)封窜剂的侵入深度随驱替速度的升高而增加,这是因为驱替速度升高,封窜剂浆体在砂体内的流动速度增加,纵向侵入深度会相应增加。以YH-02为例,当驱替速度为25.0ml/min时纵向侵入深度为82.0cm,前端的横向侵入深度为3.2cm,填砂管后端的横向侵入深度为2.3cm,当驱替速度升高为60.0ml/min时纵向侵入深度大于98.3cm,穿透模拟地层,前端的横向侵入深度为3.9cm,后端的横向侵入深度为2.8cm。(5)在驱替压力达到27MPa时,YH-02与KJ-150的侵入深度>98.3cm,在驱替速度达到60.0ml/min时YH-02的侵入深度>98.3cm,均穿透模拟地层,GX-1与G级油井水泥的侵入深度均<98.3cm,未穿透模拟地层；GX-1的封堵强度>26MPa,而G级油井水泥的封堵强度为16MPa,可以得出GX-1的封窜性能优于其他三种封窜剂。(6)通过对储层物性参数、施工参数以及室内物模实验的数据的拟合,针对GX-1拟合了封窜剂侵入深度函数关系式,同时在拟合侵入深度函数关系式的基础之上,建立了封窜剂侵入深度预测模型(KTP侵入深度预测模型、KTV侵入深度预测模型),并通过侵入深度预测模型,对施工压力、施工排量、施工用量等施工参数进行了合理优化,对现场施工中封窜剂的侵入深度进行合理预测,确保封窜剂侵入深度<lm,使得射孔枪可以射穿封窜地层。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-13
  1.1 本文研究的目的及意义  10
  1.2 本文主要研究内容  10-11
  1.3 本文的主要成果及创新点  11-13
第二章双河油田基本概况  13-22
  2.1 双河油田地质概况  13-16
  2.2 双河油田典型封窜井例分析  16-20
  2.3 封窜剂地层侵入性研究技术背景  20
  2.4 小结  20-22
第三章油层封窜技术概述  22-30
  3.1 循环法封窜  23-25
  3.2 挤入法封窜  25-28
  3.3 循环挤入法封窜  28
  3.4 填料水泥浆封窜  28-29
  3.5 小结  29-30
第四章封窜剂的物理化学性能分析  30-41
  4.1 GX-1触变型堵剂  30-33
  4.2 YH-02防漏封堵剂  33-37
  4.3 KJ-150高强度可解性封堵剂  37-39
  4.4 G级油井水泥  39
  4.5 小结  39-41
第五章封窜剂侵入性研究  41-63
  5.1 实验原料及仪器  41-44
  5.2 储层物性差异对封窜剂侵入深度的影响  44-54
  5.3 施工参数对封窜剂侵入深度的影响  54-59
  5.4 典型样品的分析  59-61
  5.5 小结  61-63
第六章封窜剂侵入深度预测模型的研究  63-71
  6.1 侵入深度函数的拟合  63-65
  6.2 侵入深度预测模型的建立  65-70
  6.3 小结  70-71
第七章结论  71-73
致谢  73-74
参考文献  74-77
个人简介  77-78

封窜剂地层侵入性研究

内容摘要

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