海上某气田不动管柱堵水工艺的应用

秦丙林(中石化上海海洋油气分公司工程院，上海 200120)

0 引言

海上某气田气藏类型为层状边水和块状底水气藏，气水过渡带发育。在开发的过程中，气井产水现象较为普遍且较为严重。

针对气井产水情况，某气田开展了堵水工艺研究，并进行了应用。由于动管柱大修堵水作业规模大，施工费用高，因此主要实施不动管柱卡堵水工艺。某气田目前应用的主要工艺为滑套机械堵水和连续油管挤注化学堵水。

图1 某气田分采管柱示意图

1 机械堵水

1.1 关滑套和投堵塞器堵水

某气田纵向上层间差异较大，在前期完井阶段，多数井已根据分层开采需要配置了分层滑套和座落短节控制分层开采，生产管柱具备机械封隔条件，常见分采管柱如图1所示。

钢丝作业设备轻巧、费用低廉、操作便利，主要在完井作业中完成滑套开关、堵塞器投捞等作业[1]。通过钢丝作业关滑套或者投堵塞器封堵出水层位，作业量小，施工费用低，是目前主要的堵水技术。

根据需要，通过钢丝作业，可选择性关闭上层滑套(图1中10、12)或投堵塞器至下部坐落接头(图1中14)，从而完成堵水作业。

对于钢丝作业不能成功实施的情况，可以使用连续油管携带滑套开关工具代替钢丝作业。

某气田近期成功实施了4口井关滑套和投堵塞器堵水作业，作业后产水量下降，油气产量大幅提升，堵水作业获得了较好的增产效果，作业情况如表1所示。

X2-1井投产后日产水30m3左右，生产过程中因平台维修关井，关井后因井筒积液多次放喷无效，因此实施钢丝作业投堵塞器对下层系进行了封堵，封堵后气举排出积液后复产。复产后日产水量由作业前20m3下降至7m3，油气产量小幅上升，作业后至今保持稳定生产状态。

X3-7井处于生产后期，油压接近流程压力，处于低压低产状态，作业前日产水15.9m3，井筒积液严重，面临停喷风险。实施钢丝作业投堵下层系后，日产水量下降至1m3，产油产气量均大幅上升，油压小幅上升，至今保持稳定自喷生产状态。

X3-9井产水后，日产水量增加迅猛，最高达到120m3，尝试采用钢丝作业关闭生产滑套封堵出水层位不成功，之后采用连续油管作业，成功关闭出水层位生产滑套。作业后日产水量降至2.2m3，产油产气量均大幅上升，获得了良好的增产效果。

X4-1井实施钢丝作业投堵下层系后，日产水量下降不明显(由38.7m3降至34.2m3)，产油产气量大幅上升，油压小幅上升，增气效果明显。

表1 某气田近期关滑套和投堵塞器堵水作业情况表

1.2 滑套封隔套堵水

由于生产滑套存在失灵、结垢，管柱变形、作业工具无法下入等复杂情况，导致生产滑套无法关闭或者密封不严，针对这种情况，某气田应用了滑套封隔套封堵工艺。滑套封隔套通过其上下的密封盘根配合 能将无法关闭的滑套生产通道屏蔽，使滑套外的井液无法进入油管，达到关闭该层的目的[2]。

X1-9井2017年判断上层系产水(停喷前日产水60m3，日产气8万m3，油压接近流程压力)，钢丝作业关闭上层滑套，其后生产只产水，生产测试表明上层系仍有产出，滑套关闭不严。2018年下入封隔套封堵上层系，经过长期气举放喷，目前恢复生产，日产气逐渐上升至11万m3，日产水由初期的85m3下降至33m3(判断出水为上层系倒灌至下层系，目前出水量还在下降)，堵水效果明显。

2 化学堵水

在开发设计期间为减少钻完井费用，部分气井为多层合采井，当一层产水后，拖累整个气井产量下降，重新完井作业费用高，经济效益差。气井堵水工艺技术能在不动生产管柱的前提下实现出水层位的封堵，经济性好。某气田不动管柱化学堵水方案在不动管柱前提下，采用连续油管注入、暂堵剂暂堵生产层、强堵剂封堵出水层。X3-2井因积液停喷，2017年实施化学堵水，封堵合采层段底部已射孔气层段。采用1.75″连续油管向井筒底部注微膨胀水泥浆堵剂封堵射孔段。实施后经测试实施强度合格，塞面高度高于设计值13m。措施后，日产水由230m3降至13m3，堵水效果显著。

3 某气田堵水工艺分析

某气田对具备机械封隔条件的分采管柱器井，实施关滑套和投堵塞器堵水作业，减少动管柱修井作业，堵水作业获得了较好的经济效益。针对生产滑套关闭不严的情况，某气田应用了滑套封隔套封堵工艺，弥补了滑套堵水的致命弱点。针对管柱结垢、变形等钢丝作业难以实施的情况，使用连续油管代替钢丝作业，提高了机械堵水作业成功率。

气井堵水后，因前期出水可能已进入地层，需要进行助排作业恢复生产。X1-9井堵水作业后，经长期气举后恢复生产，判断上部高压出水层位倒灌入下部气层。油藏数值模拟估计倒灌量约7200m3左右，气举后该井已累产水5600m3，且油压呈回升趋势，说明倒灌量正逐渐排除，气井得以复产。

某气田化学堵水技术，优选了注入流动性好、固化后封堵强度高的微膨胀水泥浆堵剂，使用暂堵剂保护其他产层产能，在作业中保持精确的连续油管施工作业与控制技术，作业后实施连续油管气举诱喷复产，对底部储层出水可以实施有效封堵。

但某气田目前的化学堵水工艺现有技术能力，仅能通过连续油管注入化学堵剂，对底部出水层位进行封堵，工艺适用范围小。如何在不动管柱的前提下，实现对合采井段任意出水位置的有效封隔，需要进一步研究气井化学选择性堵水技术，并结合物理堵水技术发展堵水工艺。

目前，某气田计划开展过膨胀封隔系统堵水研究，通过现有小尺寸生产管柱(2-7/8”或3-1/2”)，将过膨胀管膨胀座封于生产套管内，隔离水层，从而实现对合采井段任意出水位置的有效封隔，如图2所示。

图2 过膨胀封隔系统示意图

4 结语

某气田通过关滑套和投堵塞器堵水作业，获得了较好的增产效果。针对生产滑套关闭不严的情况，某气田应用了滑套封隔套封堵工艺，堵水效果明显。某气田化学堵水工艺通过连续油管注入化学堵剂，对底部出水层位进行封堵，但需要进一步研究气井专用有效选择性堵水剂，并结合物理堵水技术发展堵水工艺。