超高温高压井固井水泥石养护方法及力学性能研究

南海莺歌海盆地是典型的超高温高压区块,固井质量直接影响着油气田开发的高效性.现有超高温高压养护方法缺失,无法准确评价水泥浆体系中超高温环境水泥石的力学可靠性,固井质量受到较大影响,因此急需建立适用于超高温高压井工况的水泥石固化养护及制备方法.为此,设计了150 MPa、300℃高温高压水泥浆固化养护装置,建立了相应的水泥石实验制备方法.精准模拟超高温高压井高温高压工况水泥浆固化养护过程,分析测试不同水泥浆体系在超高温高压井工况下固化养护所制备水泥石的力学性能,并结合SEM显微形貌特征分析外加剂对其力学性能的影响规律.研究表明,不同外加剂及用量对水泥石抗压强度、抗拉强度等力学性能的影响作用显著.     

易漏盐岩地层固井多功能水泥浆体系研究及应用

中原油田易漏盐岩地层油井的套损现象呈增长趋势。分析套损原因认为，固井过程中的水泥浆低返、高脆性水泥环的射孔破裂和水泥石变形能力差与之有关。采用以F27A防漏增韧剂为主的多功能水泥浆体系有望解决易漏盐岩地层固井作业中相关技术难题。室内研究和模拟射孔试验表明：该体系具有防漏、增韧、低滤失和零析水特性，水泥浆的其它工程性能也满足施工的技术要求，5个不同区块12口井的固井优质率达到66．7％。多功能水泥浆体系的应用，将有助于降低射孔段和盐岩段的套损率。     

新型油井水泥促凝剂WSA-1室内研究

在导管或表层段低温固井中,水泥水化速度慢,候凝时间长,油井水泥石早期强度发展缓慢,影响固井质量和作业安全。针对目前国内油田低温浅层固井可供选择的油井水泥促凝剂种类少、某些油井水泥促凝剂促凝和早强效果不佳以及对水泥浆流变性影响较大等问题,通过室内实验研制了一种新型复合促凝剂WSA-1。对加有促凝剂WSA-1的水泥浆进行了系统的性能评价。结果表明:促凝剂WSA-1能加速油井水泥的水化过程,缩短水泥浆的稠化时间,显著提高水泥石的早期强度,当m(WSA-1)∶m(水泥干灰)=3%时,水泥浆稠化时间可缩短50%以上,水泥石6h强度从3.2MPa增强到11.3MPa,24h抗压强度从24.3MPa增强到46.1MPa,完全满足其评价标准的相关要求,且对水泥浆的初始稠度和流变参数基本无影响,是一种性能优异的、可用于低温浅层油气井固井水泥浆体系的复合促凝剂。     

硅灰耐高温低密度水泥浆的研究

用硅灰作高温稳定剂，漂珠为减轻剂，与Ｇ级油井水泥配制密度为１５ｇ／ｃｍ３的水泥浆。该水泥浆的特点是：①密度低，用水量小；②在低温下强度高、滤失量低、析水为零、稠化时间可调、流变性好，能满足施工工艺的要求；③水泥石能承受高温，在３５０℃、２０ＭＰａ下养护３天，强度达１２ＭＰａ。该低密度水泥浆可用于低压易漏地层稠油热采井的固井，并可大大减轻因高温引起的水泥石强度衰退，延长油井的寿命。     

提高注水泥质量的综合因素

分析现场固井实例说明,提高固井质量是一项系统工程,围绕水泥浆特性,浆体压力平衡,流态,井身质量,套管居中及水泥浆与泥浆流变性能等方面,拟定固井工艺措施,是提高水泥浆顶替效率,防止水泥浆窜槽,保证水泥石密封质量的较好方法,文中还对水泥石的声幅测井及变密度测井进行了对比和分析,初步得出声幅值的变化幅度与两个交界面的质量并不完全吻合。     

丁苯胶乳固井水泥浆体系研究与现场应用

为了提高深井、超深井和气井等复杂井固井质量,研制了一种新型丁苯胶乳水泥浆体系。实验表明,加入丁苯胶乳后,水泥浆流变性增强,失水量降低,泥饼厚度减小;在75～130℃下,该水泥浆具有明显的直角稠化特性,有很好的防气窜效果;乳颗粒将覆盖在水泥颗粒表面,使水化反应延迟,固井水泥耐地层水侵蚀能力增强,电镜扫描图片显示丁苯胶乳水泥石内部具有较好的网状结构,提高了水泥密实性,脆度系数减小,柔韧性和抗压强度增强。目前已在胜利油田多口井应用,固井质量均为优质。     

超高温条件下热稳定剂对水泥环完整性影响研究

超高温下固井水泥石强度衰退对固井质量有严重影响,固井层间封隔质量问题已经成为制约着海上高温高压气井井筒安全、影响气井产能和生产寿命的技术瓶颈.基于水泥石高温强度衰退性能评价装置,以含有超高温热稳定剂CF40 L的水泥石为研究对象,通过CT测试、SEM测试、XRD衍射测试及机械性能分析仪对固井水泥石高温养护过程中的性能演变进行分析,系统评价热稳定剂对水泥石力学性能、微观结构和产物组分的影响.室内实验结果表明:超高温条件下热稳定剂能够有效改善水泥石内部结构的缺陷,使水泥石具备良好的抗高温衰退能力,对其强度及微观结构具有明显的增强及改善作用,能够有效防止高温高压井后期水泥环强度衰退、层间封隔时效引发的固井质量问题,保障从钻完井至后期生产全周期过程的井筒完整性,降低了作业风险.     

低成本超低密度水泥浆体系研究与应用

结合杭锦旗地区低漏失压力井和“低成本”油气勘探开发战略,利用复合减轻剂HBJQ-1开发1.15 g/cm3低成本超低密度水泥浆体系.该体系具有成本较低、浆体稳定性好、流变性能良好、稠化时间可控、早期强度升高快等特点.针对杭锦旗地区低漏失压力井JG2PA9H漏失严重,井径不规则,地层安全压力窗口窄等难题,通过优化下套管防漏技术措施、浆柱结构设计、前置液设计和优化注、替排量等技术措施,使用1.15 g/cm3超低密度水泥浆实现了该井一次上返全井封固,固井质量良好,且体系成本较低,满足油气田后期开发需求,适合规模推广应用.     

筛管顶部注水泥技术在YM32井的应用

在YM32井区进行油层固井时常因井漏而使油层套管封固质量差,水泥浆对油层的污染严重影响后期开发。采用筛管顶部注水泥固井技术有效地避免了常规固井后油气上窜、固井过程中发生漏失水泥浆污染油气层等问题。介绍该技术在现场应用操作及其效果。     

LC缓凝剂对高温下水泥石强度的影响

本文通过研究罗马尼亚S_2油井水泥在高温下形成水泥石的强度衰退规律,提出合理的加砂量并讨论了应加砂的温度范围。在水泥浆中加入复配的LC缓凝剂,成功地抑制了水泥石强度衰退现象,显著提高了加砂水泥石抗压强度。掺有2.0％LC的S_2加砂水泥浆流动性能好,滤失量和析水低,120℃稠化时间达260分钟,其水泥石1天和7天的抗压强度分别为40.5MPa和76.0MPa,满足4000—5500m井深施工。文章还分析了LC提高水泥石强度的机理,为选择高温缓凝剂提供了一定的依据。     

延长气田西部地区中深井固井技术研究

针对延长气田西部地区地层特点及中深井固井主要技术难题,研究中深井固件关键技术措施。有以下认识:保证良好的钻井液和水泥浆性能是中深井固井不可或缺的前提条件;采用低密高强水泥浆体系和多凝高密度水泥浆体系,并结合双级固井工艺,能有效解决长封固段固井易压漏地层、易气窜等技术难题;采用"双防"水泥浆体系,能有力解决盐(膏)层遇水易改变水泥浆性能的固井技术难题;采用优质高效悬浮隔离液体系SQG-1,降低注替排量,可提高顶替效率,保证固井质量。     

膨润土-水泥体系调剖增效研究与应用

中原油田采油二厂应用膨润土水泥体系进行水井调剖,但存在强度低,有效期短的弊病。本文应用 Ｍ Ｔ Ｃ（钻井液转变成固井水泥浆）和有机复合树脂后封口技术,对该体系进行改造,在充分的室内研究基础上,先进行４ 口井的现场试验,取得成功后,已推广应用６０ 井次。     

膨润土—水泥体系调剖增效研究与应用

中原油田采油二厂应用膨胀润土－水泥体系进行水开调剖，但存在强度低，有效期短的弊病，本文应用ＭＴＣ（井液转变成固水泥浆）和有机复合树脂后封口技术，对该体系进行改造，在充分的室内研究基础上，先进行４口井的现场试验，取得成功后，已推广应用６０井次。     

蛭石配制低密度水泥实验研究

为了克服常规低密度水泥浆强度低和漂珠低密度水泥浆在高压下密度上升的缺点,通过室内实验研究,根据粒度级配原理,以蛭石为主要减轻材料、辅以其它硅质材料,开发出密度1．35－1．50g/cm^3的低密度水泥浆体系。室内实验研究表明：该水泥浆体系流变性能、滤失性能良好,且有一定的膨胀性能,适于低压易漏地层固井。通过扫描电镜和X衍射等方法,研究了蛭石对水泥水化结晶的影响,分析了其作用机理。     

低密度水泥浆固井技术在哈拉哈塘区块的应用

在塔北哈拉哈塘区块固井作业中,由于二开裸眼段长,揭开产层后地层压力系数低,存在裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层,采取常规密度水泥浆固井,极易诱发井漏,导致固井失败。通过分析该区块地质特点,根据水泥浆体的颗粒级配理论,优化工艺,采用低密度高强度水泥浆封固了长裸眼段。18口探井二开长裸眼段水泥浆返高全部合格,缩短了钻井周期,提高...     

空心玻璃微珠与水泥胶结微观结构研究

对不同类型的空心玻璃微珠掺入水泥浆后,对水泥石微观结构的影响进行系统微观可视化研究,为适用于现场固井质量需求低密度水泥浆用空心玻璃微珠产品优选、产品性能标准制定,提供实验与理论依据。     

堵水疏油水泥浆体系的室内研究

在分析现有堵水技术存在问题的基础上,提出既能堵水又能疏油的新思路,通过室内实验获得了具有选择性渗透性能的堵水疏油的水泥浆体系配方;用试验了其水泥石强度,渗透性,选择性渗透性能随机分及其加量的变化规律;并分析了该水泥浆体系堵水疏油的机理,试验表明,这种水泥石抗压强度可达7．6－21．65MPa,油相渗透率可达0．69um2,油,水相渗透率比值可达4．28－16．48。     

超高密度水泥浆固井技术

新疆准噶尔盆地南缘地质情况复杂,钻井过程中事故频繁、钻井速度慢、钻井周期长、井眼质量差,给固井作业造成了系列技术难题。为此,我院从1996年即开始对超高密度水泥浆固井技术进行了深入、系统的研究,包括超高密度水泥浆设计及混配技术、高压井套管的强度设计及安全下入技术、窄安全压力窗口平衡注水泥技术、超高密度水泥浆顶替超高密度泥浆提高顶替效率技术和超高压地层流体压稳候凝技术,并通过单项技术的有机合成,形成了配套的超高密度水泥浆固井技术。该技术在安4井φ177.8mm技套固井首次应用并取得成功以后,又先后在安4井、霍10等多口井的油层套管固井中获得成功,取得了良好的应用效果。     

双庙1井复杂条件下的固井技术

南方勘探开发分公司和江汉钻井工程公司根据全井固井施工的特点,从长封固段固井、扩眼固井和小井眼小间隙固井三个方面对双庙1井固井工艺技术进行具体分析后,提出川东地区防漏堵漏提高承压能力、双密度固井、尾管悬挂回接固井、选用防气窜水泥浆体系等固井对策,较好地完成了该井在复杂条件下的固井施工任务。     

页岩气井防窜柔性水泥浆体系研究及应用

页岩气井关键技术是“长水平段＋分段压裂技术”,固井质量要求高。根据对水泥浆的性能要求,经过页岩气井防窜柔性水泥浆体系的室内研究,优选了水泥浆配方,现场应用较好满足了生产要求。