张杰 赵功清 赵继 张余贵 马俊 董爱粉

摘要：普光气田是国内规模最大的高含硫气田，自2009年投产以来，已持续开发10余年。随着气田的深入开发，普光主体区块边底水逐步推进，大部分边部气井开始见水，个别气井水淹停产，气井出水已成为影响气田稳定生产的重要因素。普光开发井均采用一体化永久式生产管柱，动管柱作业难度大，安全风险及作业成本高，套管內堵水实施难度极大。为解决普光气井堵水难题，研发了高膨胀率桥塞、耐腐蚀胶乳防气窜水泥浆体系，形成了“过油管桥塞堵水工艺”和“连续油管拖动注塞工艺”，并分别在P103-1、P104-3井成功应用。过油管堵水工艺施工简单，大大节约了动管柱堵水作业的时间与成本、提高了施工安全性，对于高酸性气田出水井治理具有广泛的应用前景和较高的参考价值。

关键词：高含硫气田;堵水;不动管柱;膨胀桥塞;防气窜水泥

1 普光气井出水情况及过油管堵水技术现状

1.1气井出水情况

普光气田作为国内目前规模最大的海相整装高含硫气田，自2009年投产以来，已平稳生产10余年。普光气田主体区块是有限边底水气藏，随着生产的进行，地层压力下降，地层水逐步推进。自2012年6月P105-1H井见水以来，先后有14口井产出地层水。气井产水量的增加严重威胁气田稳产，同时增加了集输流程结垢的风险。因此，亟需开展高含硫气井堵水技术研究，以最大限度减少地层出水，延长气田稳产期。监测资料显示普光主体区块见水气井出水层主要位于飞一二底部Ⅲ、Ⅳ层序，表现为边水推进、逐渐上淹的特征。

1.2过油管堵水技术现状[3]

目前，国外过油管机械堵水技术主要主要掌握在Baker-Hughest公司、Schlum berger公司和 Weatherfordt公司。1985年，贝克休斯研发的采用连续油管输送过油管膨胀桥塞技术就已应用到油气工业中;斯伦贝谢开发了过油管膨胀式锚定封隔器，能够实现密封胶筒高膨胀率下的高压差封隔，适应恶劣的井下工况。这些公司对其所拥有的该项技术实行技术封锁，只提供服务，并且费用非常昂贵。

国内在过油管机械堵水技术方面研究相对滞后，个别油服公司研发了部分产品，但都存在一定的局限性。中原油田从80年代便已开始套管内机械堵水的研究和应用，现有技术也较为成熟，但存在需要动管柱和工具材质不抗硫化氢等问题。

目前中原油田已实现了Φ62mm高扩张比过油管桥塞的国产化研制并已完成室内试验，在130℃、内径160mm套管内耐压达12MPa以上，能够满足过油管实现套管内堵水的需要，计划在普光气田开展堵水试验。

2 过油管桥塞堵水技术

2.1 不动管柱机械堵水工艺难点

机械卡堵水、分层挤堵等常规堵水工艺建立在动管柱基础上，在油藏开发中研究与应用相对较多，技术也较为成熟。但对于气井，尤其是非均质裂缝性碳酸盐岩气藏的长井段高含硫气井中应用极少[4]。普光气井动管柱作业难度大、成本高、风险高，过油管堵水工艺更适合普光气田现开发阶段控水，但也存在诸多难点：

（1）由于普光气田井况环境恶劣，完井管柱结构复杂、对过油管堵水工具的抗硫性能、可下入性、膨胀性能、承压能力等提出了极为苛刻的要求;

（2）单独依靠堵水工具无法保证井筒长期封堵效果，还需要配套易于泵注、凝固时间可控、封堵性能好、耐腐蚀的堵剂体系;

2.2 过油管桥塞堵水工艺

根据普光气井井况，采用“过油管膨胀桥塞+水泥塞”的堵水工艺，桥塞卡封在出水段底部，桥塞以上覆灰封堵出水层段以提高堵水效果。配套井筒预处理，形成了高含硫气井过油管堵水工艺。

3 连续油管拖动注塞技术

“过油管膨胀桥塞+水泥塞”堵水工艺在普光103-1井应用后取得了良好的效果，但在后续两井次现场试验中均未达预期效果，究其原因，主要是因为井下状况复杂，桥塞坐封过程存在过多不可控因素，导致坐封失败。因此，开展了连续油管拖动、多级注塞工艺技术研究。

3.1 连续油管拖动注塞工艺难点

（1）普光水淹气井出水层位多为裂缝性储层且压力系数低，在井筒内覆灰时水泥浆易漏失，难以准确把握水泥浆用量，需多次注灰，施工周期长，且灰面位置难以满足地质要求，堵水成功率低;

（2）连续油管泵注水泥浆过程中水泥浆与井筒内液体易发生混浆，无法形成实心塞导致封固质量差;

（3）完成注水泥塞后，往往需要对剩余储层进行二次改造，酸压（化）施工对水泥塞强度要求较高，酸液也会对水泥塞表面造成腐蚀，最终导致封堵效果变差甚至失效。

3.2 防气窜、耐腐蚀长效堵剂

针对连续油管拖动注塞工艺难点，研发了流变性好、抗CO2、H2S以及酸液腐蚀的防气窜、防漏失胶乳水泥浆体系。加入胶乳及微硅的水泥石经过抗压实验后不易产生裂缝，即使有裂缝产生也不易扩展，抗压强度最高，抗压强度均大于 21 MPa。不加胶乳及微硅的水泥石抗压强度最低，而未加胶乳的水泥石经过抗压实验后已裂成了很多小碎块。说明加入胶乳及微硅的水泥石具有良好的韧性及抗冲击性能。而其他三种体系不具备足够的韧性及抗冲击性能。在 H2S 15%、CO2 8%、150℃条件下，胶乳水泥石腐蚀前后强度大于21MPa，渗透率小于12×10-6um2，腐蚀深度小于2mm/a。

3.3 连续油管拖动注塞工艺

针对地层压力系数低、水泥浆漏失严重等问题，为保障堵水效果，优化了连续油管拖动注塞堵水工艺。

（1）先在设计封堵井段注凝胶塞，减小后续注塞时水泥浆向地层裂缝-孔隙的漏失，为后续注水泥塞奠定基础，。

（2）优化设计“连续油管多级注塞”工艺，采用分级注塞，降低连续油管施工摩阻及水泥浆液柱压力引起的漏失风险。先打底塞起到承托、隔离作用，落实底塞灰面后，继续覆灰，确保塞面位置。

4 应用情况及效果分析

4.1过油管膨胀桥塞堵水

在普光气田P103-1井集成应用“过油管桥塞+水泥塞”堵水技术，采用连续油管下入高膨胀比桥塞，坐封于出水井段以上，再泵注防气窜水泥浆打水泥塞堵水，成功恢复气井生产。该井复产后油压稳定在15.5MPa，日产气量约15×104m3，日产水量约30m3，与堵水前日产水量300 m3相比显著降低，过油管堵水效果显著，同时开创了国内高含硫气井堵水的先例，为高含硫气田开展类似作业积累了经验。

4.2 连续油管拖动注塞堵水

普光气田P104-3井2017年3月因产水量过大停产关井。停产期间采用泡排、氮举等措施亦未成功复产。针对前期复产过程中过油管打水泥塞漏失严重、水淹层水锁严重，无法复产难题，2018年7月实施连续油管拖动注塞堵水、深穿透射孔措施后实现复产。与堵水前日产水量375m3相比显著降低，目前油压16.4MPa，日产气量14.2×104m3，日产液2.84m3。

5 结论与认识

（1）应用“过油管膨胀桥塞+水泥塞”堵水工艺首次在普光高含硫气田成功实现了过油管堵水，验证了在边底水气藏开发过程中采用过油管机械堵水工艺提高储量动用程度及气藏最终采收率的可行性。

（2）形成的耐腐蚀、防气窜、防漏失胶乳水泥浆体系有效解决了地层漏失、酸液腐蚀问题，为有效封堵出水井段奠定了基础。

（3）连续油管拖动多级注塞工艺及树脂体系的应用，有效避免注水泥塞过程中水泥浆大量漏失和形成混浆段，有效提高了水泥塞的胶结强度和封固质量。

参考文献

[1]沈琛.普光高酸性气田采气工程技术与实践.北京：中国石化出版社，2013.

[2]孔凡群等.普光高酸性气田完井管柱设计.天然气工业，2011，31（9） ：76～78.