钻井液和水泥浆对地层损害的室内实验研究

用大量环氧树脂胶结储层油砂岩心进行了钻井液和水泥浆双重动态污染实验研究，发现钻井液是引起岩心渗透率损害的主要因素。去除岩心端面上钻井液滤饼导致水泥浆滤液侵入深度增大。测定水泥浆滤液与岩心反应时生成的固体颗粒量和滤液对岩心渗透率的损害率，发现水泥降滤失剂木质素磺酸钠可减少滤液中固体颗粒析出量和对岩心的损害，ＣＭＣ特点是ＲＣ８００可增大固体颗粒析出量，加重滤液对岩心的损害。     

塔里木油田碎屑岩固井水泥浆储层损害实验研究

塔里木油田碎屑岩储层裂缝发育,储层压力亏空严重,固井过程中水泥浆渗透性漏失频繁,其固井水泥浆损害机理异于常规储层。研究针对碎屑岩储层特征,采用DKS-2型岩心孔渗联测仪分别测试了水泥浆滤液及固相颗粒对储层渗透率的影响,以XRD及SEM技术分析了水泥浆损害机理。结果表明,地层水中高价阳离子与
滤液中无机离子生成Caco₃、Mg(OH)₂等无机垢,与溶解高分子聚合物交联生成絮凝物质,是滤液损害储层的主要原因'漏失进入近井地带孔喉的水泥颗粒进一步水化,紧密粘结惰性外掺料及碎屑岩地层,形成致密封堵层,致使储层渗透率急剧降低。研究结果丰富及完善了现在储层损害机理,为进一步开展碎屑岩储层低伤害固井水泥浆技术研究奠定了理论基础。     

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固井作业对地层的损害不同钻井液引起的损害有相似的原因和规律，也有其特殊的作用机理和损害。水泥浆对川东石炭系碳酸盐岩气层的损害主要表现为滤液和固相颗粒侵入地层，引起地层泥膜及化学反应，堵塞裂缝和孔隙，使油，气通道面积缩小。文章介绍了种东石炭系碳酸盐岩地层的特片及固进水泥浆对油气层造成的各种伤害，并介绍了适合川东保护油气层固井的水泥外加剂，水泥外加剂配方及保护产层的固井方法等。     

保护石炭系气层的固井技术

固井作业对地层的损害不仅同钻井液引起的损害有相似的原因和规律，也有其特殊的作用机理和损害。水泥浆对川东石炭系碳酸盐岩气层的损害主要表现为滤液和固相颗粒侵入地层，引起地层泥膜及化学反应，堵塞裂缝和孔隙，使油、气通道面积缩小。文章介绍了川东石炭系碳酸盐岩地层的特征及固井水泥浆对油气层造成的各种伤害，并介绍了适合川东保护油气层固井的水泥外加剂、水泥外加剂配方及保护产层的固井方法等。     

磁处理对水泥石强度的影响

微观试验分析了磁处理对滤液中离子浓度、水泥水化速度、水泥石孔隙结构和水泥石渗透性的影响。水泥浆经过磁化处理后,水泥颗粒的溶解能力增强、水化反应速度加快,水化产物增多,结晶-沉淀反应更快更完善,使水泥石的毛细管孔隙变小、结构变致密、渗透率降低、各种机械强度提高。     

水泥浆滤液对油气层的损害分析及保护技术

固井过程中,若不对水泥浆性能进行调整和控制,水泥浆滤液与水泥细小颗粒会大量进入油气层,堵塞油气通道,影响油气开采效果。分析了水泥浆滤液对岩石渗透率的影响,对失水量不同的水泥浆体系分别在相同条件下对同类岩心进行了岩石渗透率损害实验,找出了水泥浆滤失量的最佳控制范围,现场应用表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内。该项研究对固井过程中较好地保护油气层、提高油井产能具有很好的指导意义。     

影响油井水泥浆流变性的因素

油井水泥浆的流变性是水泥浆配方设计的核心及安全施工的前提。本文分析了影响油井水泥浆流变性的主要因素：水泥的矿物组成（主要讨论中间相）即Ｃ４ＡＦ和Ｃ３Ａ对水泥浆的流变性影响很大,而易与硫酸盐反应生成钙矾石（ＡＦｔ）,不利于水泥石的长期稳定性;碱含量即Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ总含量,熟料中碱对水泥浆的影响超过Ｃ３Ａ;当水泥的粒度（比表面）颗粒粒径大于７５ｕｍ时,分散剂几乎不起作用;温度主要是通过加速或延缓水泥的水化速度而影响水泥浆的流变性;压力的增加会加速水泥的水化;化学外加剂也能改善水泥浆的流变性。并提出了水泥浆配方流变学设计的试验流程。     

油基钻井液对注水井吸水能力影响的室内评价

针对现场油基钻井液所钻井出油少，注水困难等问题，评价了油基钻井液滤液，完井液、水泥浆，注入水、地层水间的配伍性，以及油基钻井液滤液，原油对岩心动静污染后吸水能力的影响，实验结果表明：油基钻井液滤液与水泥浆、完井液、注入水，地层水存在一定的乳化作用；水泥浆与完井液、注入水、地层水不配伍，有沉淀生成；油基钻井液、原油动静污染后岩心注水能力下降，性注水水能有效提高油基钻井液静污染后岩心吸水能力。     

油井水泥浆与多功能钻井液泥饼界面离子扩散阻碍机理

对泥浆转化为水泥浆（MTC）固井液水化离子可扩散进入多功能钻井液泥饼的机理已有研究,但对油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的机理尚未清楚。采用离子色谱仪、原子吸收分光光度计和X射线衍射仪,从油井水泥浆与MTC固井液离子组成的差异性入手,对油井水泥水化离子向多功能钻井液泥饼扩散运移的阻碍机理进行了研究。结果表明,油井水泥浆中Ca²⁺的质量分数远远大于MTC固井液中Ca²⁺的质量分数,在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成了CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂,而MTC固井液中Na⁺的质量分数则大于油井水泥浆中Na⁺的质量分数;Na⁺可改变泥饼中活性颗粒表面的ζ电位和破坏钻井液有机处理剂表面形成的水膜是MTC固井液中水化离子能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要原因,而在油井水泥与多功能钻井液泥饼界面生成的CaCO₃、CaSO₄和Ca(OH)₂沉淀堵塞孔道则是油井水泥浆水化离子不能扩散运移进入多功能钻井液泥饼的主要机理。     

H级油井水泥主要外加剂研究与应用

本文主要介绍了Ｈ级油井水泥主要外加剂的研究和应用情况，研究和评选出了能与Ｈ级油井水泥匹配的各种外加剂，如：水泥浆分散剂、降失水剂、水泥浆稠化时间调节剂及早强剂等。扩大了Ｈ级水泥的适用范围，经过现场试验，评选出的外加剂能够适应不同地质结构、地层条件的固井需要。     

降失水剂ST200S的室内试验和现场应用

ＳＴ２００Ｓ是天津劳德化学技术公司研制生产的一种新型油井水泥降失水剂。室内试验结果表明，ＳＴ２００Ｓ降失水效果显著，与其它外加剂有良好的相容性，对水泥将的流变性和抗压强度无不良影响。吐哈油田用ＳＴ２００Ｓ固油层套管共３口井，优质率达１００％。     

水泥浆失水量对油气层损害影响的试验研究

用失水量不同的水泥浆进行岩心污染试验,研究了水泥浆失水对岩心渗透率和污染深度的影响.结果表明,水泥浆失水量对岩心污染深度影响不大,但对岩心渗透率有很大影响;随着水泥浆失水量的增加,岩心渗透率下降,试验条件下最大渗透率损害率达77.8%.现场保护油气层效果表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内.     

油井水泥外加剂现状与发展

本文综述了国内外油井水泥添加剂,包括促凝早强剂、缓凝剂、降失水剂、防气窜剂、分散剂、膨胀剂、水泥石强度提高及抗衰退添加剂、游离水控制和固体悬浮调节剂、粘土控制剂等,在90年代均有不同程度的发展。国外在缓凝剂、降失水剂、防气窜剂等方面进展较大,特别是合成聚合物类产品成为发展主流。中国国内自90年代初高度重视水泥添加剂的发展,以降失水剂为代表的一些剂种获得了丰硕成果,但推广应用与国外尚有较大差距。根据对国内外油井水泥添加剂现状与发展趋势分析提出了5点建议。     

非渗透水泥浆降滤失剂Mc101的研制

介绍了一种非渗透性水泥浆降滤失剂Mc101,这是以高分子材料为主体的复合材料。室内试验表明,Mc101的降滤失性能好,能与各种水泥兼容,且同水泥浆有良好的相容性,使水泥浆的流动性好,并使其稠化时间可随意调整。使用Mc101可降低固井成本,提高固井质量,具有较好的推广和应用价值。     

低温易漏浅井用泡沫水泥特性研究

介绍了在调整基浆密度的基础上采用单剂化学发泡法配制超低密度泡沫水泥的方法。对各种外加剂的作用及GF泡沫水泥的性能进行了评价,结果表明,GF泡沫水泥浆具有施工工艺简单,发泡时间可控,高压下水泥浆密度容易控制,稠化时间可调,滤失量小,水泥石抗压强度高、渗透率低等优点。综合性能已达到低温易漏浅井固井作业的技术要求。     

非渗透性低失水水泥浆保护储层的机理研究

固井水泥浆会对储层造成损害已是不争的事实。实验分析和理论研究表明：①高pH值条件下水泥浆中的大量过饱和无机物离子与地层水作用将产生大量结晶物和沉淀物（诸如Ca(OH)₂、CaCO₃、CaSO₄等），它们进入储层必然会缩小裂缝和孔喉，导致储层导流能力下降而损害储层；②钻井液动态污染后，若去掉外滤饼，再经水泥浆污染后岩心的整段渗透率恢复值只有35%～45%，此时仅靠内滤饼作用，油层保护效果不是太好，固相颗粒侵入深度将超过5.5 cm；钻井液动态污染后，若不去掉外滤饼，再经水泥浆污染后岩心的整段渗透率恢复值高达60%～70%，此时内外滤饼共同作用，油气层保护效果较好，固相颗粒侵入深度将只有2.5 cm。这说明外滤饼的存在对水泥浆的固相和液相确有很大的阻渗作用，而以降失水剂RC800为主配出的非渗透性低失水水泥浆会在近井壁地带形成一层高分子薄膜，阻止了水泥浆固相和滤液侵入储层，它相当于恢复了因要提高固井质量而人为破坏了的外滤饼的作用，从而保护了油气储层。     

复合油井水泥早强剂SS—91的研制及应用

针对用普通硅酸盐水泥固井时早期强度低、水泥石收缩导致水泥环胶结不良及用氯化钙作为早强剂存在的一些缺点,研制了一种新型油井水泥早强剂SS—91。室内试验和现场应用表明,该早强剂能提高水泥石的早期强度,并随养护时间的延长,强度持续增长,配合其它外加剂使用,各种性能都合乎要求。     

新型油气井渗透性水泥浆的研制及应用

油气层遭到损害后常引起出水、出砂、井漏等问题。为解决井漏等问题，提出用渗透性水泥来修复油气层。首先用钝化铝粉、改性有机树脂和纤维等复配出油井水泥增渗剂；然后以油井G级水泥、微细水泥、粗颗粒水泥为水泥材料，石英砂为外掺材料，增渗剂、发气剂KQ和注水泥施工常用的分散剂、降失水剂、缓凝剂、促凝早强剂等为外加剂，研制出了3种用于不同油气层修复作业的渗透性水泥浆体系。这3种渗透性水泥浆体系的基本性能良好，能够达到注水泥施工的要求。渗透性水泥石的抗压强度为9.9 MPa以上，抗折强度为3.9 MPa以上，水相渗透率在82×10^-3 μm²以内，油相渗透率为740×10^-3 μm²以上。室内实验和现场应用表明：渗透性水泥能修复受损害的油气层，堵水、防砂效果好，能预防入井液漏失，作业有效期长，适用于各种油气层的修复作业，特别适用于既出水，又出砂的油气层。     

应用油井水泥降滤失剂提高中原油田固井质量

根据中原油田复杂断块的地质特点，就水泥浆滤液对油气层的损害特征，油井水泥降滤失剂控制失水的原理进行了论述。针对淡、盐水、低密度、高密度水泥浆分别选用了S27、SM－B、XS-2、R90系列、T50系列降滤失剂。经降滤失剂处理过的水泥浆其滤失量、稠化时间、抗压强度等性能均符合现场施工要求。经几十口井的现场应用．有效地提高了中原油田的固井质量。     

大情字井地区储层损害机理及保护储层技术

大情字井地区储层损害问题是钻井完井液固相侵入微裂缝或漏失引起的固相堵塞损害，钻井完井液的滤液侵入储层引起的水敏、水锁和碱敏损害，注水速度过快引起的速敏性损害，以及含高价阳离子的完井液滤液侵入储层引起的无机垢损害。通过分析储层损害因素，制定了一套适合该地区钻井完井液技术。即：①增强钻井完井液滤液的抑制性，降低滤液表面张力；②降低钻井液完井液的滤失量；③配制完井液时，注意其离子含量和矿化度，必须接近地层水的矿化度和离子组成；④在钻井完井液中加入适当粒度的固相粒子，以便形成致密滤饼，降低钻井完井液体系的滤失量，同时对低渗透储层的微裂缝起到一定的封堵作用；⑤为了减轻碱敏损害的程度，钻井完井液的pH最好控制在10左右。该套钻井完井液技术在现场实验中取得了良好效果。