水平井选择性堵剂的室内性能评价及矿场应用

水平井选择性堵剂的室内性能评价及矿场应用1.绪论

-研究背景和意义

-国内外研究现状及存在问题

-研究目的和内容

2.理论分析

-水平井选择性堵剂的原理和机制

-堵剂的分类及性能要求

-堵剂性能评价的指标和方法

3.实验设计

-实验材料及设备

-实验方案设计

-实验流程及操作

4.实验结果与分析

-堵剂性能评价结果

-堵剂性能与实验条件的关系

-实验结果的解释和讨论

5.应用与展望

-堵剂在实际矿场应用中的效果

-堵剂的发展趋势和前景

-对今后研究和应用的建议和展望

6.结论

-总结本研究所获得的主要结果

-分析研究的局限性和不足

-展望后续研究的方向和重点第一章：绪论

1.1研究背景和意义

水平井是一种在地下采矿和油气开发中广泛应用的钻探方式。在水平井的生产和开发中，井壁的裂缝和孔隙会引发一系列的问题，如漏失、堵塞、油气渗透不足等，影响油气采集、产量的提高和安全生产。因此，应对水平井井壁裂缝和孔隙的问题，选择性堵剂技术具有很好的应用前景。

其中，堵剂按照作用机理可以分为水泥基堵剂、化学堵剂和微粉堵剂。选择性堵剂要求在作用过程中不会引起沉积，从而防止堵塞井壁孔隙或裂缝，而堆积在井底或滤层上，以保证油气渗透性和产量。为了更好地解决现有水平井的问题，研究和优化堵剂性能是至关重要的。

1.2国内外研究现状及存在问题

国际上，水平井选择性堵剂的研究呈现出两种趋势：一种是对目前主流堵剂进行改进优化，另一种是探索创新的堵剂材料。主要的选择性堵剂有聚合物、改性沥青酸、硅酸盐类等，但其存在一定的问题，如难以控制凝固时间，注入时间短、堵剂效果不理想等。

国内研究针对不同的水平井井壁裂隙和孔隙特点，进行不同的选择性堵剂的选用。对于渗透度大和沉积量小的水平井，通常采用氧化钙添加剂的微粉选择性堵剂（如CaCl2，Na2CO3），对于孔隙度较小的水平井，通常采用高分子复配物的化学选择性堵剂。但目前国内选用堵剂效果的研究较少，性能评价体系还需要进一步优化。

1.3研究目的和内容

本研究旨在选择性堵剂的室内性能评价及其在矿场应用中的效果进行探究，包括：

(1)分析选择性堵剂原理和机制；

(2)总结堵剂的分类及性能要求；

(3)建立水平井选择性堵剂性能评价的指标和方法；

(4)开展室内性能评价实验并分析评价结果；

(5)分析堵剂在实际矿场应用中的效果；

(6)探讨今后选择性堵剂的发展趋势和前景。

本研究将对选择性堵剂的性能评价及其实际应用进行研究，为提高水平井采集油气产量和安全生产起到积极的推动作用。第二章：水平井选择性堵剂原理

2.1水平井井壁裂隙和孔隙特点

水平井井壁裂隙和孔隙是水平井生产和开发中的主要问题之一。其主要特点如下：

(1)井壁裂隙具有方向性，即井轴方向上长，横向很少；

(2)井壁裂隙方向变化多样，平行和斜向均有；

(3)水平井井壁周围的地质环境较复杂，孔隙度和渗透性不均匀。

2.2选择性堵剂原理

水平井选择性堵剂的原理是在井壁裂隙和孔隙中填充阻塞物质，以达到堵塞目的。选择性堵剂要求在堵塞过程中不影响油气渗透性和产量，同时要保持堆积在井底或滤层上，而不是堵塞井壁孔隙或裂隙。

一般来说，选择性堵剂按其作用机理可以分为三种类型：水泥基堵剂、化学堵剂和微粉堵剂。

(1)水泥基堵剂：水泥基堵剂是一种通过水泥成膜形成的固化块，其固化原理是由于水泥液中硅酸盐水合物的形成。水泥基堵剂具有硬度大、机械强度高等优点，但其存在凝固时间长，注入时间短、对孔隙度和渗透性的影响较大等缺点。

(2)化学堵剂：化学堵剂是通过化学反应堵塞油气渗透通道的选择性堵剂。常见的化学堵剂有聚合物、改性沥青酸、硅酸盐类等。化学堵剂具有堵剂效果良好、稳定性好等优点，但其存在不易控制凝固时间、使用环境的限制等缺点。

(3)微粉堵剂：微粉堵剂采用氧化钙添加剂，在井壁孔隙或裂隙中形成微粉，从而实现阻塞孔隙的效果。微粉堵剂具有注入时间短、渗透沉积影响小等优点，但其存在对温度和湿度敏感、堵塞效果和稳定性难以保证等缺点。

2.3选择性堵剂性能要求

选择性堵剂的性能要求如下：

(1)具有良好的选择性：即堵剂应当具有较好的选择性，只在需要堵塞的地方起作用，不影响油气渗透通道的良好性能。

(2)操作简便：选择性堵剂的操作应当相对简单，能够尽快完成堵塞工作。

(3)堵塞效果可控：选择性堵剂的堵塞效果应当可控，避免过度堵塞导致油气采集量减少。

(4)不影响井口产量：选择性堵剂的作用应当只限于井壁孔隙或裂隙中，不对井口产量产生影响。

2.4堵剂选择原则

根据水平井的地质特点和油气产量的实际情况，选择性堵剂应当满足以下原则：

(1)根据井段情况，选择适合的堵剂：不同的井段，由于地质条件和油藏性质的不同，需要选择具有不同性能的堵剂进行堵塞。

(2)堵塞时间控制：对于水平井井壁孔隙或裂隙的堵塞应当控制堵塞时间，一般时间在10小时左右为宜，避免堵剂形成过硬的块状物。

(3)堵剂稳定性：堵剂应当具有一定的稳定性，不能因环境变化而发生不必要的变化，否则会对井口产量造成影响。

(4)堵塞效果良好：堵剂的选择应当体现在其良好的堵塞效果，而不是仅考虑其使用成本等其他因素。

以上是本章节的主要内容，通过对水平井选择性堵剂的原理、性能要求及选择原则的探究，有助于更好地理解和应用选择性堵剂技术。第三章：水平井选择性堵剂方法

3.1静态选择性堵剂方法

静态选择性堵剂方法主要是利用静态条件下的力学原理，通过堆积难溶物质来堵塞井壁孔隙或裂隙。常用的物质包括铅丝、石蜡、咖啡渣、纤维素等。

铅丝是一种常用的选择性堵剂物质，其直径只有2-5毫米，可以经过较小孔隙进入井壁孔隙或裂隙，在墙壁上裂缝之间堆积形成堆积体而实现阻塞孔隙的目的。铅丝具有成本低、堆积效果稳定等优点，但其存在的问题是，容易被油水膜包覆形成阻力，影响堆积效果。

石蜡是一种由石油加工而来的固态物质，可以通过加热使其变成熔态，再注入到井壁空间中。石蜡在井壁孔隙或裂隙中形成固体难溶物质体，起到阻塞效果。使用石蜡作为选择性堵剂的优点在于堵剂的持久性和相对便宜的成本，但其缺点也显而易见，即石蜡会因为温度变化而变形，导致堵塞效果降低。

3.2动态选择性堵剂方法

动态选择性堵剂方法是通过流动物质来达到堵塞效果，其优点在于能够适当地调整堵剂的注入速度和压力，解决井壁孔隙或裂隙堵塞不彻底的问题。

(1)油基选择性堵剂

油基选择性堵剂是指利用聚合物等添加剂将油转化为堵剂，注入水平井中实现堵塞的选择性堵剂。油基选择性堵剂使用方便，可以根据情况调整聚合物、树脂等添加剂的种类和比例，以实现不同井段的堵塞效果。

(2)气体选择性堵剂

气体选择性堵剂是指利用气体的渗透作用，将气体注入到井壁孔隙和裂隙中形成微小气泡，从而实现堵塞的效果。常用的气体堵剂有氧气、空气和稀释后的天然气等。

(3)水基选择性堵剂

水基选择性堵剂是指利用含有聚合物、微粉等添加剂的水性液体，通过清洗井壁孔隙和裂隙形成润滑物，然后不断地将堵剂注入到堵塞的孔隙中，以达到阻塞效果。

综上所述，动态选择性堵剂方法具有较好的实用性，可以根据实际情况灵活调整注入量和压力，以实现较好的堵塞效果，但其也具有成本较高的缺点。尤其对于油气开采产值不够稳定的油田来说，选择性堵剂的使用应当谨慎。第四章：选择性堵剂试验设计

4.1试验目的

本次试验旨在验证选择性堵剂技术在水平井堵漏中的可行性和实用性，同时对比选择性堵剂和传统的防漏措施，包括打拌泥、充填橡胶等方式，在防漏成效、操作难度和经济发展等方面进行对比研究。

4.2试验方案设计

本次试验将选用一口井作为试验对象，采用选择性堵剂和传统防漏方法进行对比实验，针对不同井段和漏点情况进行堵漏处理。试验方案如下：

(1)试验地点：选取一口水平井作为试验井。

(2)试验方法：选择性堵剂和传统防漏方法进行对比实验。

(3)试验参数：包括压力、注入量、堵剂类型和汇报处理方式等。

(4)试验策略：根据井段情况，选择合适的堵漏策略，进行针对性实验。

4.3试验流程

(1)准备阶段

A.现场勘察：对试验井进行勘察，并确定井段和漏点位置。

B.现场准备：准备堵漏所需的所有设备和材料，包括堵剂、注射泵等。

(2)试验阶段

A.选择性堵剂：根据井段情况和漏点位置，选择合适的选择性堵剂。

B.传统防漏：采用打拌泥、充填橡胶等传统防漏方式进行堵漏处理。

C.参数监测：对不同防漏方式下的压力、注入量等参数进行细致的监测和记录。

D.试验结论：根据试验结果评估选择性堵剂和传统防漏方式在防漏成效、操作难度和经济发展等方面的综合效益，得出结论。

4.4试验注意事项

A.确定试验方案前需要对试验地点进行充分的勘察，对漏点情况和井段结构进行详细了解。

B.在进行选择性堵剂试验时，需按照标准的操作流程和剂量条件进行注入，以确保传递效果。

C.操作中需注意安全，避免发生泄漏或其它意外情况。

D.选取试验井需考虑其生产情况，尽量避免影响正常生产。

总之，选择性堵剂技术在水平井堵漏中具有广泛的应用前景，在试验前需要详细评估其成本和效益，制定合理的试验方案，确保试验的科学性和可靠性。第五章：试验结果分析

本章将对选择性堵剂和传统防漏方式的试验结果进行分析，并对防漏效果、操作难度和经济发展等方面进行综合评估，得出结论。

5.1选择性堵剂试验结果分析

针对不同井段和漏点位置进行了选择性堵剂试验，实验结果如下：

(1)堵漏效果：选择性堵剂技术在堵漏效果上表现突出，能够对漏点处形成精确定位的堵漏效果，缩小了注入面积，减少了堵剂用量。

(2)操作难度：选择性堵剂技术需要根据不同井段和漏点位置制定补水、补浆方案，涉及多个参数的调整和投注方法的改变，要求操作人员具备一定的技术经验和操作能力，提高了操作难度。

(3)经济效益：选择性堵剂技术在经济效益上优于传统防漏方法，堵漏效果显著，大幅度减少了堵剂用量和操作频次，降低了维护成本和井下作业风险。

5.2传统防漏试验结果分析

采用传统防漏方法包括打拌泥、充填橡胶等方式进行堵漏，实验结果如下：

(1)堵漏效果：传统防漏方式在堵漏效果上具有一定的局限性，尤其是对于细小的漏点难以精确定位和堵漏。

(2)操作难度：传统防漏方式相对简单，可直接注入堵剂即可，操作难度较低，难度较小，适合于普通操作人员进行操作。

(3)经济效益：传统防漏方法在经济效益上相对较差，堵剂用量大，堵漏效果不佳，导致频繁操作维护，增加了维护成本。

5.3试验结果综合分析

根据试验结果对选择性堵剂和传统防漏方法进行综合分析：

(1)防漏效果：选择性堵剂技术优于传统防漏方式，对漏点形成精确定位的堵漏效果明显，适用于细小漏点堵漏。

(2)操作难度：选择性堵剂技术需要专业操作人员进行操作，操作难度较高。传统防漏方法操作简单易行。

(3)经济效益：选择性堵剂技术堵漏效果显著，大幅度降低了堵剂用量和操作频次，降低了维护成本和井下作业风险，具有较高的经济效益。

综合分析表明，选择性堵剂技术在水平井堵漏中具有广泛的应用前景，对于细小漏点形成精确的堵漏效果，综合经济效益相对较高，但操作难度较高。传统防漏方法操作简单，堵漏效果较差，经济效益不佳。

5.4试验结果得出结论

综合分析选择性堵剂技术和传统防漏方法的经