中原油田分公司文留采油厂河南濮阳457001
摘要：目前中原油田大部分油藏已经进入高含水开发后期，层间矛盾越来越突出，油水井套管腐蚀老化穿孔、管外水泥环损坏、管外串槽和套漏的问题不断增多，目前采用的堵漏措施存在施工周期长、措施成本费用高、应用范围受限等问题，本文针对此类问题，提出反相凝胶隔离堵漏技术，以满足油田效益开发要求。
关键词：油水井堵漏反相凝胶
1现状及问题
为解决油水井套管破漏的问题，长期以来主要采取无机堵剂封堵、大修取换套、下4吋套、封隔器卡堵等工艺，取得了较好的治理效果，但在应用过程中不同程度存在施工周期长、措施成本费用高、应用范围受限等问题，与油田低成本开发战略有一定的矛盾。特别是对于浅部套管漏失井尚无长效治理手段，主要是因为浅部地层压实作用小、胶结疏松、地层温度低，常规堵剂凝固性、驻留性差，不易在漏失地层形成有效驻留堆积，因此堵剂用量大、需要多次挤堵，堵漏的费用相对较高，且存在有效期短的问题。
2主要技术研究
针对漏速大、无法建立正常循环的恶性漏失井，常规堵漏存在用量大、驻留性差、胶结性差、需要2-3次才能封堵成功的问题，研制了高分子复合材料快速堵漏技术，该技术在应用过程中对井况要求高，无法满足套管变形、井筒出砂等井况复杂井的封堵要求。为此，与相关院校合作，合成快速反相凝胶，将其设计为隔离段塞，推走地层流体，确保后续固化成网堵剂有效封堵。
2.1研究思路
（1）隔离驻留:选择一种遇水或地层流体能快速转相变稠的材料，进一步增稠后变成粘弹体，进而形成粘稠段塞将漏点附近的地层流体推开，确保后续固化剂有效驻留。
（2）成网封堵:在堵漏剂中引入网状结构形成剂和纤维短绒纤维，快速建立网架结构，有利于堵剂的水化固化反应和胶结强度的快速建立和提高。
（3）胶结固化:应用固化剂使固化体水化产物结构致密，强化固化体本体强度和界面胶结强度。
2.2快速反相凝胶研究
2.2.1反相乳液合成
采用油包水乳液聚合工艺合成隔离段塞聚合物，具体合成工艺流程见图1。
图1合成工艺流程简图
根据反相乳液聚合原理和转相乳液技术要求，通过室内考察确定以下合成工艺：油水比：5:5；乳化体系：非离子型/离子型；聚合温度：45~50℃；单体浓度：25%~30%。依据转相乳液黏度及形成交联凝胶强度，确定合成乳液：分子量为800~1000万；单体配比A：B=2:8。
2.2.2反相乳液转相研究
反相乳液转相是通过乳状液内相的增加，相应降低表面活性剂在油水界面的吸附浓度，增加油水界面的接触面积，由于界面张力的作用，乳液粘度大大增加；进一步增加内相体积浓度，同时在转相剂的作用下，乳液破乳，释放出内相的高浓度聚合物，高浓度聚合物溶液的高粘度效应体现出来，从而导致乳液粘度大幅提高。在地层温度作用下，破乳释放的聚合物溶液形成交联网络结构，在套损井近井带形成较高强度的驻留段塞。
①剪切速率对乳液粘度的影响
室温下（13.9℃，下同），测试乳液在不同转速下的粘度值，结果见图11。
图11剪切速率-乳液粘度
W/O乳液为非牛顿流体，具有剪切稀释性能，随着剪切速率的提高，乳液粘度迅速降低，速率增加到一定程度，粘度随剪切速率的变化趋于平缓。
②混水比例对乳液粘度的影响
理论上，乳液内相含水率达到77%时发生转相，但受到油相、水相性质，乳液液滴均匀程度等因素的影响，转相点会发生增大或降低等变化。实验表明混水比例在70%~220%范围内，乳液粘度出现升降反复现象，是由于W/O状态和O/W状态并存造成粘度的反复变化，随着水相的增加W/O状态转化为O/W状态后高分子量聚合物分子链舒展，粘度上升。
2.2.3转相剂研究
①转相剂优选实验
一般粗略的方法认为，W/O型乳状液应选用油溶性转相剂，这是因为它在油相中易于均匀分散，迅速扩散，能较快的解除到油-水界面，所以能较好的发挥其破乳作用。
②转相剂对乳液转相凝胶化速度的影响
由试验结果可知，随着转相剂浓度的增加，破乳速度迅速降低，进一步增加转相剂的浓度，破乳速度趋于恒定。这是由于转相剂本身是一种表面活性剂，根据表面活性剂在两相界面上的吸附规律曲线，当它达到CMC（临界胶束浓度）时，表面活性剂在两相界面上的吸附达到最大量，此时的破乳效果比较好。若再增加转相剂浓度，转相剂分子开始聚集成团形成胶束，反而使界面张力有所上升。
2.3固化胶结堵剂研究
根据研究思路，为使堵剂快速建立网状结构，强化堵剂的水化固化反应和胶结强度，引入纤维材料、助滤材料以及固化胶结材料等外加剂。
通过多次实验，采用固化材料Ⅰ+固化材料Ⅱ+纤维+促凝材料+悬浮剂作为固化堵剂符合材料可以达到满意效果。另外，对增韧剂、悬浮剂、助滤剂进行优化选择。
综上所述，得到固化堵漏剂配方为：水灰比1:1.5-1:2.0，固化剂比例4:6~6:4，增韧剂加量为0.5-1.5%，悬浮剂加量为1-6%，30%~40%助滤剂，缓凝剂Ⅰ加量1.0%~1.2%，缓凝剂Ⅱ加量在0.1%~0.25%。
4结论与认识
该技术研究与应用，解决了不同井况问题下套管漏失堵漏难题，减少了施工工序，提高了封窜堵漏措施的成功率及封堵强度，延长了堵漏有效期，降低了堵漏施工费用。