提高油水层固井质量的防窜水泥浆

在长庆马岭油田南区和华池油田华字号井区,调整井高压层固井后的水窜问题十分突出。锁水抗窜剂由速凝、膨胀、抗渗、减阻等外加剂复配或由化学药品复配而成。对锁水抗窜水泥浆进行了配方优选和性能评价。结果表明,锁水抗窜水泥浆体系具有胶凝强度发展迅速、临界时间短、体积微膨胀、早期强度和界面胶结强度高的特点;该水泥浆体系密度高,使水泥浆柱压力增大、压稳系数提高,能防止固井后发生水窜。     

适用于小眼井的低摩阻水泥外加剂

DSH低摩阻水泥外加剂由减阻剂、降滤失剂、稳定剂及促凝剂复配而成。对加入DSH的水泥浆的流变性能、沉降稳定性、抗压强度、减阻性能、抗窜性能及水泥石的动态性能进行了试验。结果表明,DSH低摩阻水泥外加剂有较强的控制水泥浆滤失能力和减阻作用;DSH水泥浆具有良好的流变性和较低的临界排量,用于小眼井施工可以实现紊流顶替;DSH使水泥石具有良好的动态性能,提高小眼井采油寿命。     

长封固段复杂地层固井用SP-1水泥浆体系研究

考察了以微硅、膨胀珍珠岩、硅藻土等活性材料及激活剂CK21制成的油井水泥多功能外加剂SP-1，在不同温度下、不同加量条件下对水泥浆各项性能的影响。SP-1与其它水泥外加剂一起使用，配制成了SP-1水泥浆体系，研究了SP-1水泥浆体系的防漏失和防气窜等特殊性能。结果表明：SP-1能调节水泥浆低温性能，使水泥浆在大温差长封固井段中性能趋于一致。SP-1水泥浆体系能提高水泥石二界面的胶结强度，有较短的凝结时间；良好的直角稠化性能和触变性，因此该水泥浆具有良好的防漏失、防气窜（侵）性能。该水泥浆首次在四川地区4口不同类型的油气井进行了现场应用，取得良好的效果。     

联合使用SEP膨胀剂和KQ防气窜剂提高固井质量

深井、超深井固井作业中,水泥浆失重和徽环隙的出现严重影响固井质量。联合使用SEP油井水泥膨胀剂和KQ防气窜剂,配制出用于深井、超深井及开发井的水泥浆体系。现场应用表明,加有这两种外加剂的低滤失量膨胀防窜水泥浆体系流变性能好、水泥石抗压强度高,固井质量优良。SEP膨胀剂和KQ防气窜剂均为惰性外加剂,与其它外加剂有良好的配伍性。     

低摩阻耐压防漏低密度水泥浆固井技术

长庆苏里格气田刘家沟组地层承压能力低,现有低密度水泥浆体系耐压性能差,受压后密度上升、流变性能差,施工压力高,易发生漏失,造成水泥浆返高不够、封固段固井质量差。为此设计研发了一种低摩阻耐压防漏低密度水泥浆体系,运用紧密堆积理论进行水泥浆四级颗粒级配,优选耐压性能优良的减轻材料,选用合适的外加剂形成低摩阻耐压防漏低密度水泥浆配方。水泥浆密度为1.25～1.35 g/cm3,范宁摩阻系数降低约50%;耐压性能良好,防漏效果明显,综合性能优良。开展混拌工艺研究,采用纯机械混拌工艺,混拌大样与小样性能吻合率达到99%,保证了混灰质量和效率。在苏里格气田试验应用4口井,固井施工正常,未发生漏失,固井质量合格;施工压力明显降低,固井质量显著提升,为低压易漏地层固井提供有力的技术支撑。      

易漏地层防漏增韧水泥浆体系的研究和应用

为解决油田复杂地层固井时的水泥浆漏失低返以及射孔和后续增产措施造成的水泥环脆裂（即二次窜流）问题,研制开发了以混杂短纤维为核心材料（F27A）的防漏增韧水泥浆体系,并对其防漏性能、水泥石的各种力学性能（抗折强度、抗冲击功和弹性模量）及水泥浆体系的工程性能进行了研究.室内研究证明：与加有胶乳、橡胶粉的水泥浆体系相比较,F27A防漏增韧水泥浆体系流变性能好、稠化曲线规范、稠化时间可调,自由水为零,水泥石抗压强度在20～26 MPa之间,不受地层水和温度的影响,具有更优异的防漏堵漏、增韧和抗冲击作用.此外,还进行了聚能射孔模拟试验、1口井打水泥塞堵漏现场试验和35口易漏井的固井施工,固井质量合格率为100%,优质率为94.3%.     

百色油田调整井固井技术研究与应用

百色油田由于注采不平衡,纵向上形成多压力层系,给调整井固井带来很大的困难,通过分析百色油田调整井固井封固后环空油气水窜槽的原因,认为提高调整井固井质量必须改善水泥浆在井下的胶结环境和提高水泥浆的防窜性能。百色油田调整井采取的主要固井技术措施施为,使用双纠套管扶正器,使套管居中不偏心,采用快体冲洗液,并加以大量的低密度水泥浆前置液,尽量消除泥饼对水泥胶结的影响,提高界面胶结强度和质量,采用具有直角稠化,短侯凝,超短过滤,低失水,高早强,微膨胀性能的防窜双凝水泥浆体系和环空憋压候凝措施,达到压稳,防窜的目的,在水泥浆中引入膨胀剂和套管内敞压候凝技术,消除因内部压力和水泥浆固有的膨胀－收缩特性而造成的微缝－微孔隙,实现环空密封。经6口井现场应用表明,该固井工艺技术措施解决了百色油田薄油层,薄隔层的封固难题,提高了百色油田的固井质量。     

提高柴东气田天然气井固井质量技术

对柴达木盆地第四系不成岩地层天然气气田进行了提高固井质量的研究,分析并得出了影响柴东气田天然气井固井质量和施工安全的因素为天然气气窜和井漏。为解决该问题,要求水泥浆使用防气窜降失水剂、晶格膨胀材料和纤维防漏材料,并缩短稠化过渡时间和静胶凝强度过渡时间。在柴东气田天然气井的表层套管固井使用低温低密度促凝早强水泥浆,并配合使用插入法固井技术,防止管内、管外的窜流发生;在技术套管固井中采用双凝防窜水泥浆和套管居中技术及近平衡压力固井技术,并应用螺旋紊流定位器提高顶替效率,通过应用该技术固井合格率为100%,优质率为85%,施工安全率为100%,全年无一口井发生管外窜事故;在气层套管固井中应用增韧双膨胀防漏水泥浆,其具有很好的防漏、防窜性能。     

膨胀型零游离水水泥浆性能评价

大斜度井及水平井固井后水槽的形成及微间隙的存在,为油、气、水窜流提供了通道,针对大斜度及水平井固井的特殊性,研制出一套适合大斜度井及水平井固井的整体质量及稳定性好的膨胀型零游离水水泥浆体系,以弥补环形空间封固质量较差的问题.该体系能有效地控制水泥浆的游离水和水泥浆凝结的收缩,使水泥浆具有良好的稳定性能和较强的防气窜能力,是大斜度及水平井固井防气窜效果较好的浆体;同时该体系还具有低失水、流变性能好、水泥石质量均匀和强度高等特点,具有强的实用性和广阔的应用前景.     

胶乳纳米液硅高温防气窜水泥浆体系

针对顺南区块超深高温高压气井固井面临井底温度高、气层活跃难压稳的问题,研究了胶乳纳米液硅高温防气窜水泥体系。通过将纳米液硅防气窜剂与胶乳防气窜剂复配使用,协同增强水泥浆防气窜性能;不同粒径硅粉复配与加量优化,增强水泥石高温稳定性;无机纤维桥联阻裂堵漏,抑制裂缝延展,提高水泥浆防漏性能和水泥石抗冲击性能。该水泥浆体系具有流动性好、API失水量小于50 mL、直角稠化、SPN值小于1,水泥石具有高温强度稳定性好、胶结强度高、抗冲击能力强的特点。密度为1.92 g/cm3的水泥浆体系在190℃、21 MPa养护30 h后超声波强度逐渐平稳,一界面胶结强度达12.6 MPa;水泥石弹性模量较常规低失水水泥石降低52%,抗冲击强度增加了188%,且受霍普金森杆冲击后仅纵向出现几条未贯穿的裂纹。该高温防气窜水泥浆体系在顺南5-2井和顺南6井成功应用,较好地解决了顺南区块超深气井固井难题。      

一种新型胶乳水泥浆性能研究

通过对胶乳水泥浆体系的降失水、稠化时间、胶结强度、稳定性、流变性、防气窜能力、强度等方面的性能进行评价和配方调试实验,结果表明:与普通的油井水泥相比,胶乳水泥弹性好,具有良好的抗拉、抗折和抗冲击性能,耐腐蚀性好,水泥环界面胶结良好;胶乳的加入增强了水泥石的抗冲击性和弹性,复配后水泥浆的降失水性能良好.胶乳水泥浆体系具有...     

吐哈油田抗盐水泥浆固井技术研究与应用

吐哈油田的雁木西、神泉、葡北等地区含多段盐膏层,均属可溶性和可塑性地层,易溶解、水化膨胀,造成井径不规则或形成大小井眼,若发生塑性流动,将会使套管受到不均质载荷,引起套管变形,影响油井寿命,给固井带来诸多难题。通过对水泥浆体系配方的优选和性能的研究,开发出了抗盐水泥浆体系。该水泥浆具有抗盐性好、低失水、稠化和凝结时间短、稠化时间可调节范围大、与早强剂等外加剂配伍性好、流动性好、易达到紊流顶替、浆体稳定、强度高等特点。现场应用表明,抗盐水泥浆体系既保证了盐膏层固井的施工安全,又提高了固井质量,特别是解决了第二界面的固井质量问题,为油田的持续改造奠定了良好的基础。     

高效双分散剂F-2的研制与应用

为解决固井替浆过程中钻井液和水泥浆接触后混合浆体流变性变差的问题,采用氧化-还原引发共聚反应,合成了一种高效双分散剂F-2。根据行业标准对其性能进行了评价,结果表明:聚合物钻井液和常用水泥浆加入双分散剂F-2后,其流变性能得到改善;常用水泥浆加入双分散剂F-2有助于提高水泥石强度;加入双分散剂F-2的常用水泥浆与聚合物钻井液按不同比例混合后,其流变性能没有出现明显的突变;双分散剂F-2的最优加量为0.5%。双分散剂F-2在胜利油田2口非常规水平井固井中进行了试验,在水泥浆顶替钻井液的过程中,没有出现由于钻井液与水泥浆相混流变性变差的问题,整个固井施工过程顺利,其中1口井的第一界面胶结质量优质率高达95%,第二界面胶结强度中等以上,而未应用双分散剂F-2的邻井第一、二界面胶结质量仅为合格。双分散剂F-2不仅能对水泥浆和钻井液起到良好的分散效果,也为固井替浆过程中出现的浆体增黏、变稠问题提供了新的解决途径。      

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.     

油基钻井液组分对水泥浆性能的影响及其机理

针对固井时油基钻井液与水泥浆掺混易产生接触污染进而影响施工安全的问题,开展了油基钻井液各组分对水泥浆流变性、稠化时间、抗压强度等性能影响的研究,同时结合扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱等手段,初步探索了油基钻井液各组分对水泥浆性能影响的机理。实验结果表明:油基钻井液的掺混会使水泥浆流变性变差、水泥石抗压强度降低,影响顶替效率及水泥环的封隔能力;柴油、主乳化剂、副乳化剂等单组分对水泥浆流变性能的影响不大,而由柴油、内部水相与乳化剂搅拌形成的乳状液则会对水泥浆性能产生几乎与油基钻井液同等程度的影响。研究结果表明:乳状液圈闭了水泥浆中的自由水,导致浆体变稠,使水泥颗粒无法与自由水有效结合,阻碍水泥浆的水化,导致水泥石结构疏松多孔,影响了水泥石的强度。对策建议:可使用添加合适表面活性剂的先导浆、隔离液等措施来缓解接触污染。     

水泥浆中气体运移的模拟试验

气窜是引起固井质量问题的重要因素,如何防止气窜是本文研究的重点。在建立了简易模拟试验装置的基础上,对水泥浆添加剂、水灰比、套管偏心、井筒倾角、水泥浆流变性学数等因素对气体运移速度的影响进行了研究,认为改善水泥浆胶凝强度是阻止气体运程的有效措施。试验结果表明:在水泥浆中加入适量的CMC以及降低水灰比,可有效阻止气体的运移;施工中保证套管居中及提高水泥浆顶替效率有助于降低气体运移速度,达到防止气窜的目的。     

高强增塑低密度水泥浆体系研究

常用的低密度水泥浆体系在低压易漏地区固井存在强度低的缺陷,油气勘探开发对低密度水泥浆体系提出了更高的要求。研究开发了以漂珠、水泥颗粒、微硅颗粒和颗粒级配增强剂为主构成的4级颗粒填充结构及与之配套的增韧复合纤维构成的高强增塑低密度水泥浆体系,对水泥石强度、水泥环抗冲击能力、水泥浆性能、浆体稳定性进行了室内实验。实验结果表明,水泥浆具有流变性能好、失水量小、稠化过渡时间短的优点,可显著提高低密度水泥石的综合强度、水泥浆的稳定性和防窜能力,与其他外加剂也有良好的配伍性。在胜利油田及川东北地区进行了现场应用,效果良好,为解决当前低压易漏井的固井问题提供了一个可行的途径。     

水泥矿渣固井液在胜利乐安油田草4定向井固井中的应用

钻井液对水泥浆的污染及水泥浆与泥饼不相容性是影响顶替效率及固井质量提高的主要原因,为此,开发研制了水泥 矿渣体系.文中以草4-2-斜217井和草4-7-斜219井为例介绍了该技术在胜利油田乐安区块的现场应用情况.室内试验和现场应用证明:水泥 矿渣体系与钻井液相容性好,钻井液顶替效率高,二界面胶结质量好;失水性能易于控制,API失水量根据需要可调;体系早期强度高,满足射孔开采要求;体系流动性能好,流性指数和稠度系数满足现场施工要求;水泥石胶结强度较原浆水泥石明显提高.该体系目前已经在该地区应用6口井.     

水泥浆加重剂Micromax在缅甸Pyay油田的应用

为优选出一种既便于现场使用又有利于提高固井质量的高密度水泥浆加重剂,对常用的几种水泥浆加重剂性能进行了分析,选择了挪威E lkem公司生产的M icrom ax作为水泥浆密度加重剂,介绍了其物理性能和优点,与钛铁矿粉进行了性能对比试验,基于室内水泥浆性能数据,用现场水泥浆、现场水进行了配伍性试验以及加量对流变性、稳定性和强度的影响试验研究。研究表明:M icrom ax配制的高密度水泥浆综合性能明显优于重晶石和铁矿粉;M icrom ax自身稳定性好,水泥浆密度易于调节,具有直角稠化效果,水泥石强度高,与其他外掺料和外加剂有良好的配伍性,在不具备干混装置的情况下可以加入水中使用。在缅甸PSC-101、PSC-2井两口井中采用该加重剂进行打塞和固井作业5次,应用效果良好,具有很好的推广应用前景。     

用于哈萨克斯坦北部扎奇油田的高强度低密度水泥浆体系

哈萨克斯坦北部扎奇油田是为被断层复杂化的背斜构造,油气水分布十分复杂,固井后上部高压气层易发生环空气窜,下部易发生水泥浆漏失,固井质量差。针对该油田的复杂地质情况,开发应用了低温高强低密度水泥浆体系,该体系稳定性和沉降稳定性良好,失水量低(小于30mL)且易于控制,游离液为零,稠化曲线呈直角效应,稠化时间可调;水泥石早期强度发展快,抗压强度高,水泥石致密,具有较强的抗腐蚀能力;具有微膨胀性能,能形成良好胶结界面,防气窜能力强。在该油田的现场应用中,固井质量合格率为100%、优质率为94%。