粉煤灰低密度水泥浆的研制与应用

针对长庆油田陇东地区洛河地层上部井段有低压、易漏的情况，为提高固井质量，研制的粉煤灰低密度水泥浆使固井质量显著提高。粉煤灰是一种高炉飞灰，主要成份是SiO2、Al2O3，它具有粒径小、比表面积大的特点，与水泥混合使用可降低水泥浆的比重。通过室内试验及现场应用证明，粉煤灰水泥浆体系无论从强度、抗渗透性及防腐蚀等方面均能满足低温、低压、易漏地层的固井要求。为此种类型地区探索出了一条固井质量高、成本低、施工工艺简单可行的路子。     

延长油田西部地区低压易漏地层固井技术

延长油田西部地区存在漏失层,固井过程中水泥浆易发生漏失失返,导致固井质量较差。为此,在分析该地区水平井固井技术难点的基础上,优选复合粉煤灰低密度水泥浆、堵漏前置液配方和套管扶正器类型,优化套管扶正器安放位置,制定提高顶替效率的技术措施,形成了适用于延长油田西部地区的低压易漏地层固井技术。室内试验结果表明:复合粉煤灰低密度水泥浆综合性能良好,API滤失量小于50 mL,在低温下水泥石48 h抗压强度达到12 MPa以上,沉降稳定性好,上下密度差小于0.03 kg/L;前置液加入复合纤维封堵材料能封堵易漏层,提高其承压能力。低压易漏地层固井技术在延长油田西部地区已应用10余井次,固井成功率100%,固井质量合格率达90%,漏失率降至3%。研究表明,低压易漏地层固井技术能解决延长油田西部地区固井中存在的漏失问题,达到提高固井质量的目的。      

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随着勘探领域不断向深部油气藏拓展，固井遭遇的复杂井越来越多。为了进一步加强粉煤灰低密度水泥浆体系在低压易漏复杂地层固井中的应用，经过大量室内研究，开发出以海泡石为主要成分的新一代稳定剂SSD，碱性有机物质类早强激活剂TSN，室内评价了它们在粉煤灰水泥浆体系中的性能，配制出密度可在1.30~1.45 g/cm3之间可调的粉煤灰复合低密度水泥浆体系。实验结果表明，该水泥浆体系的流动性好、析水率小、失水可控、稠化时间可调，水泥浆凝结后的水泥石不但抗压强度高，而且还具有一定的体积膨胀率，能完全适用低压易漏地层固井的要求，并保证水泥环与地层、套管间的良好胶结，提高固井质量。另外，粉煤灰、微硅使水泥石具有良好的抗腐蚀能力，海泡石、微硅等使水泥浆具有一定的触变性，这说明该水泥浆体系能兼有多种特性，是一种能满足复杂井固井需要的低密度水泥浆体系。     

防漏水泥浆体系在吉林油田严重漏失地层中的应用

海坨构造位于吉林油田松辽盆地南部中央坳陷,该地区下部地层裂缝发育,在钻井和固井过程中经常发生严重井漏和水泥浆低返事故,固井质量无法保证.在分析了该地区构造特征、裂缝性质及固井施工中存在问题的基础上,采取了以防漏水泥浆体系为主,结合小排量顶替的防漏固井工艺技术.室内评价和3井次的现场试验结果表明:以F27A为主的防漏水泥浆体系堵漏效果突出,其综合性能优于低密度水泥浆体系.F27A防漏水泥浆体系有效地解决了海坨地区严重漏失探井固井作业中水泥浆低返的技术难题,满足了该地区固井施工技术要求,显著提高了易漏地层的封固质量.     

超低密度水泥浆固井技术的应用——— 以百泉 １ 井为例

在对压力系数低 、易漏地层 ,特别是裂缝型地层的固井作业中 ,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏 ,造成固井失败或质量不合格 。 为此 ,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉 １ 井钻井复杂情况和地层情况 ,采用了 ２ 种超低密度水泥浆柱结构 ,以确保固井时上部防漏下部压稳 ,该井固井过程中无漏失 ,测井结果表明 ,低密度水泥浆固井质量合格 。 结论认为 ：① 在压力系数低和有易漏地层存在的情况下 ,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替 、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术 ,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力 ;② 正确选用和合理搭配固井施工压力 、水泥浆密度和施工排量这 ３ 个参数 ,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键 ;③ 由于采用了超低密度水泥浆 ,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差 ,减小了水泥浆的失水量 ,有利于保护油气层 。     

DWQ油田防漏低密度水泥浆固井技术研究

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用1．88g／cm^2左右的常规密度的水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,或者固井质量不合格。应用低密度水泥浆固井,可防止因为压破松软地层而导致的井漏,并能提高水泥浆顶替率,从而提高单级注水泥固井的成功率,减少或避免补注水泥作业。根据紧密堆积理论,采用水泥、漂珠、超细矿粉、膨胀剂不同粒度的颗粒级有效调配,研制出了低密度水泥体系。通过实验筛选出外掺荆在设计要求密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的。现场应用表明,这种水泥浆体系解决了DWQ109区块易漏地层的固井技术难题,实现了良好的地层封隔。     

注采井长封固段固井技术的研究与应用

油田区域的长期开采造成了地层下部压力明显低于上部,给注采井固井,特别是长封固段注采井固井带来许多困难.试验研究表明,适应于长封固段的梯度多凝水泥浆是由不同比例的水泥、降失水剂、分散剂、缓凝剂、膨胀剂和消泡剂组成.该水泥浆性能、水泥石强度、封固质量、油层保护方面均远远优于常规固井水泥浆,采用该水泥浆固井技术,提高了固井质量,减少了施工压力.现场应用表明,双级梯度多凝水泥浆固井技术能减少施工压力,防止压漏地层;在长封固段,双级梯度多凝水泥浆可以有效地防止水泥浆在凝结过程中因失重造成的油气窜槽,有效地压稳地层,保证固结质量;可以减少对地层的污染,快速封固好易漏、易塌等复杂地层,实现水泥浆在长封固段的紊流顶替,提高了封固质量.     

低密高强水泥浆在陕242井的应用

在低压易漏地层钻井完井，一个普遍的问题就是容易压漏低压地层，因此低压易漏地层固井要求降低水泥浆密度，介绍了一种新研制出的能用于封固目的的层的低密高强水泥浆体系，该水泥浆体系引入了一种外掺料（PZW），使漂珠低密度水泥浆具有极好的悬浮稳定性和密性，水泥浆的抗压强度和失水量等性能均满足封固目的层对水泥浆性能的要求。性能评价结果表明，该水泥浆体系密低（1．2－1．6g/cm^3），强度高（24h抗压强度大于14MPa），失水量容易控制，体系稳定，介绍了低密高强水泥浆体系在长庆石油田陕242井欠平衡钻井中的固井作用，测井结果为合格，不合格段约10多米，其余井段声幅都很低，固井质量优。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为：①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。     

适用于长庆油田固井的超低密度泡沫水泥浆

长庆油田靖安、华池及镇源区块因地层承压能力低,固井作业中易发生井漏,影响固井质量。采用以漂珠水泥浆为基浆,加入FC系列发气剂配成超低密度泡沫水泥浆。对该水泥浆的配方、性能、密度变化及应用效果进行了评价。漂珠超低密度泡沫水泥浆抗污染能力强、防窜性能好、成本低,能使水泥浆密度降低为1.20～1.25g/cm~2,提高低压易漏长封固段的固井质量。     

低密度水泥浆固井技术

针对延长油田股份有限公司西区采油厂的地层特性、储层特点和固井难点,研制出了适合西区采油厂的地层条件、一次上返低压易漏固井用水泥浆体系,以及与产层固井低失水水泥浆体系相配套的固井工艺技术.通过对室内研究与现场施工的总结分析,证明了现场固井设计的合理性,同时固井质量大幅度提高,达到了项目的研究目的,对今后其他地区和气井长裸眼固井具有一定的指导意义.     

延长气田地层漏失区域地层特征研究

鄂尔多斯盆地延长气田区块属于典型的低压易漏地层,多套气层分布,气层段长,固井漏失水泥浆低返现象严重,给固井质量带来了很大的影响。开展延长气田漏失区域地层特征研究,对提高固井质量具有重要意义。     

防渗漏水泥浆体系的研究与应用

为克服长庆低压易漏地层固井水泥浆易漏失的难点,开发出了集防渗漏和减轻性能于一体的GJQ防漏材料.该材料主料为海绵体,其密度低于漂珠并具有一定的膨胀特性,同时引入了其余辅助减轻材料、颗粒级配材料和活性胶凝材料,这4种材料的粒径互补、配伍性强,能够充填水泥石空隙,形成更加致密的水泥石;GJQ可将水泥浆密度降低至1.20 g/cm3,形成的低密度水泥浆稳定、析水量小、抗压强度高,适用于低压易漏地层及井筒上部填充段固井.通过现场试验,该体系的应用效果好,满足了鄂尔多斯盆地低压易渗地层固井的需要,解决了以往漏失缺返导致地层水侵蚀套管和固井质量差等技术难题,提高了固井质量,延长了套管使用寿命.     

低密度水泥浆固井技术研究与应用

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用密度为1.88 g/cm3左右的常规水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,固井质量不合格.根据紧密堆积理论,采用水泥 溧珠 微硅不同粒度的颗粒级配,研究出了低密度水泥浆体系.通过实验得出添加剂在不同密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的.该水泥浆在塔里木油田轮古地区20多口井中应用取得了很好的经济效益,特别是在井深6008.54 m的开窗侧钻水平井的ψ127 mm尾管固井中,水泥浆最低密度已达到1.20 g/cm3,固井质量全优.该水泥浆在固井中的密度在1.10～1.60 g/cm3范围内可调.     

夏42-斜2井低密度水泥浆固井技术

夏42-斜2井是在玉皇庙地区夏42断块构造高部位上的一口滚动井,在东二段底部和沙一段底部均有火成岩裂缝性地层,地层压力系数较低(不超过1.08),钻进中极易发生井漏,固井时易发生水泥浆漏失,导致固井施工失败。夏42-斜2井采取反常规固井作业,不再僵化地坚持“先堵漏再固井”的传统方案,而是采用低密度水泥浆固井技术,配合全井换轻质钻井液的技术,并采用以下现场技术措施以完钻循环钻井液排量作为固井施工中替浆排量的上限,避免因排量过大压漏地层;优化水泥浆初凝时间和初凝到终凝的过渡时间,使水泥浆填充到位后快速达到凝胶强度,保证了固井施工一次成功．封固质量优良。     

高性能、低成本化学泡沫水泥浆在青海油田低压易漏井的应用

针对青海花土沟油田、油砂山油田低压油气井地层承压能力低，固井时易发生漏失的特点，固井时采用在漂珠水泥浆中加入FC系列发气剂配制成的化学泡沫超低密度水泥浆。试验结果表明，化学泡沫超低密度水泥浆强度高、稠化时间易于控制，并具有低污染和一定的堵漏性能，能使水泥浆井下密度降低至1.30-1.35g/cm^3，井口密度降低至0.90-0.95g/cm^3,提高低压易漏地层的封固质量，降低对产层的污染。在青海油田6口中、浅层低压易漏失油气井进行了应用，这6口井的漏失非常严重，但是固井质量为3口优质、3口合格，固井质量达到了原先的预想，表明该泡沫水泥浆较好地解决了青海油田浅、中层低易漏失井的固井问题。化学泡沫超低密度水泥浆避免了固井补救措施造成的费用，而且节约了大量的机构设备购置资金和维修费用，具有较好的经济效益。     

长庆胡尖山油田固井工艺技术

胡尖山区块A8井区是长庆油田原油增产的主要区块.该区块主力油层长6层属欠压实易漏地层,地层复杂,而且裸眼段长,油层多、油层段长,水层活跃、油水同层,井眼质量差、井径扩大率大,因此开发井、预探井在钻井、固井中多次发生严重漏失,影响了钻井速度及固井质量.通过综合分析固井中存在的问题及难点,对固井工具、水泥浆体系、现场施工进行一系列研究及改进,通过3口井施工,固井质量达到了要求,基本解决了长6层固井中存在的难点,形成了一套切实可行的解决易漏长裸眼、低压多油层固井工艺技术.现场应用表明:根据平衡压力固井原则,优选前置液、水泥浆体系,优化现场施工参数,精细现场施工措施,确保了注水泥、候凝过程不发生漏失;采用三凝水泥浆体系封固长裸眼、多油层、易漏失、水层活跃地层,行之有效,固井质量好;粘滞性前置液(CND)性能优越,完全满足塞流顶替的要求,提高了长裸眼顶替效率;通过加入复合早强稳定剂GQD,优化改进了漂珠低密度、超低密度水泥浆性能;触变性、快凝水泥浆性能优越,完全满足了并达到固井要求,确保了固井质量.     

微硅低密度水泥的现场应用

微粒硅是铁合金生产中的副产品一是一种惰性材料,主要成份是二氧化硅,它具有粒径小,比表面积大的特点,作为水泥外加剂,可降低水泥浆密度。经过室内及现场试验,微硅水泥浆能满足长庆油田低温、低压、易漏地层的固井,并且使洛河层的固井质量大大提高。     

小间隙易漏定向井泡沫水泥浆固井技术研究

根据花土沟油田井身结构特征及地层压力系数较低,固井施工中易发生井漏,导致固井质量不合格的现状,调整了固井配套技术,并研究开发了泡沫水泥浆固井体系,使该区块的固井质量大大提高,解决了研究区低压小间隙易漏定向井的固井质量问题,减少不必要的后期作业,具有较大经济效益和社会效益.     

漂珠低密度水泥浆在安棚碱井的应用

安棚区块地层破裂压力低，地层易漏失；碱井矿化度高，矿石易溶蚀，导致井壁存在不同程度的“葫芦串”，井径不规则，固井施工顶替效果差。上部井段采用漂珠低密度水泥浆进行固井施工，下部目的层（碱层段）仍使用常规密度水泥浆。漂珠低密度水泥浆配方为：夹江G级水泥 37.5%漂珠 1.8%KJS-1 1.5%KJS-2 0.2%S501。漂珠水泥浆在高温条件下具有足够的稠化时间和良好的流动性，保证了固井施工安全，顺利，现场应用表明，漂珠低密度水泥浆有效地解决了安棚碱井易漏地层长封固段固井难题，确保了安棚碱井的固井质量。2000年固井4井次，上部漂珠段固井1次合格率为100%，碱层段固井优质率达到100%。