直角稠化防窜水泥浆体系在百色盆地的研究及应用

百色盆地面积小,地质情况复杂,薄油层、薄隔层油藏占绝大多数,加之注采不平衡等因素影响,形成了多压力层系,传统的水泥浆体系无法满足固井需要。为提高该油田的固井质量,研制出了SQ防窜水泥浆体系。该体系由短候凝尾浆和缓凝领浆两部分组成。短候凝尾浆具有短候凝、短过渡、低失水、高早强、微膨胀等特点,可提高顶替效率,避免微裂缝、微环隙的形成,改善第一、第二界面的胶结性能,提高固井质量。现场应用3口井表明,该水泥浆体系基本解决了薄油层、薄隔层的封固难题,有利于提高固井质量,节约固井成本。     

新型固井防窜外加剂J-2B的研究及应用

“窜”“漏”是调整井固井存在的主要问题,严重时,环空水泥浆被完全冲蚀,甚至造成井壁坍塌,严重影响着固井质量。根据防窜理论、结合水化历程对环空水泥浆水窜机理进行了综合分析,得出了水泥浆过渡状态是防窜最薄弱的环节。并提出了“低滤失、高内聚阻力、短过滤、高早强、微膨胀的防窜思路,据此研制出新型固井防窜外加刑J-2B。现场应用表明,J-2B是一种性能优异、有效的低温浅层调整井固井防窜外加剂产品,现已固井200余口,优质率达90％。     

提高调整井固井质量的技术与认识

随着油田开发的进一步进行，每年钻调整井的数量越来越多，由于在老油区长期注水开采，破坏了地层原来的压力系统，同一口井内多套压力系统并存，油气水处于活动状态，所有这些均严重影响了调整井的固井质量，文中介绍了影响调整井固井质量的主要因素，环空水窜的原因，目前提高调整井固井质量的主要技术措施，有减少动态干扰，机械方法，化学方法，防窜水泥浆体系等。综合应用各项固井技术是调整井固井成功的关键。     

阿塞拜疆Bz-1R井超高压固井技术

Bz-1R井是阿塞拜疆Karabagil油田的一口重点探井，其地层压力系数异常，钻井过程中钻井液密度最高达2．28kg／L，且钻井液安全密度窗口窄，易发生溢流或钻井液漏失，固井施工时压稳与防漏的矛盾突出，水泥浆密度的确定、水泥浆浆柱结构设计、平衡注水泥困难。该井井下地层流体活跃，容易在水泥浆候凝过程中侵入环空，影响第二界面的胶结质量而引发环空窜流，压稳防窜候凝困难，加上环空间隙小、水泥浆密度高等的影响，导致该地区固井施工难度极大。为此，研制应用了密度2．3～2．6kg／L性能稳定的超高密度水泥浆体系，采用旁通式自动灌浆浮箍解决了大尺寸套管在高压易漏井的下入问题，配合使用剪销式注水泥前隔离塞及水泥塞定位器，并采取了一系列有针对性的固井技术措施，保证了固井施工的顺利进行，使该井成为该油田第一口固井成功的超高压复杂井。     

低成本防窜水泥浆体系固井技术

针对安塞油田和靖安油田的调整井、底水油藏井、油气水层活跃井和不平衡压力下的油气水窜固井难题．研制出了GJl01低成本防窜油井水泥浆外加剂。它由铝酸盐聚合物GJL、微膨胀材料GPZ、强触变性材料GCB和高效减水剂GJS组成。室内对GJR-1低成本防窜油井水泥浆的稠化时间、抗压强度、线性微膨胀率以及抗温性能的评价表明。该水泥浆具有低温高早强、短过渡、微膨胀、强触变的特性。现场应用表明．该水泥浆促凝作用明显，可降低顶替水泥浆的泵压．提高顶替效率；过渡时问短，增加了抗窜阻力；微触变性和内聚力高；早期抗压强度高；水泥浆硬化后具有一定的微膨胀性．可防止微裂缝、微裂隙的形成．有效地改善第一、第二界面的胶结质量．防止环空界面窜流。采用该体系固井600多口．油层段固井合格率为100％．优质率超过90％。     

肯基亚克盐下石炭系高压油气藏防气窜尾管回接固井技术

石炭系碳酸盐岩储层是肯基亚克盐下油田的主力开发层,由于该储层地层压力高,安全密度窗口窄,存在溢漏同层,钻井液和水泥浆之间的密度差小,封固段长,循环压耗高,水泥浆失重严重,环形间隙小,井眼不规则,套管居中度差,造成固井后水泥胶结质量差,易发生环空气窜。为提高水泥胶结质量,该油田采用了防气窜尾管回接固井技术,并采取了一系列配套技术措施。10口井的现场应用表明,防气窜尾管回接固井技术提高了固井质量,解决了环空气窜问题。介绍了该油田防气窜尾管回接固井技术方案、技术措施,并以两口井为例介绍了该油田直井和大斜度井防气窜尾管回接固井的施工程序。     

华北油田复杂井固井技术

针对华北油田二连阿南，哈南高压注水采油区块和冀中潜山深井区块固井难度大和固井质量差等问题。华北石油管理局钻井工艺研究院在二连地区采用早强，膨胀和低失水水泥浆，并配合使用套管外封隔器，两凝固井工艺技术。解决了低温高压注水调整井固井作业中存在的问题，提高了固井质量；在冀中地区采用低密度，高强度，零析水，成膜型降失水水泥浆，配合采用双压双凝固井工艺技术，有效防止了井漏，油水互窜等井水复杂事故，提高了固井质量。早强，膨胀和低失水水泥浆低温早强，失水量小于200mL，在凝结过程中能产生有效膨胀，初凝和终凝时间较短，能有效防止气窜及油水互窜，成膜型降失水水泥浆失水量小于100mL，密度和稠化时间易调；有机塑性高分子胶粒在水泥凝结过程中由于被压缩而微膨胀，能有效补偿水泥石孔隙压力，达到防窜，改善水泥石韧性和变形能力的目的。     

双级防气窜固井技术在也门Judayaah-1井中的应用

Judayaah-1井是也门71区块的一口探井,该井三开?244.5 mm套管固井存在着相对高压气层、封固段长、气窜风险大等固井难点。为确保该井固井质量,对固井难点进行了分析,针对该井的实际情况,优选了Schlumberger公司的ISO BLOCK防气窜水泥浆体系、MUDPUSH加重隔离液以及Halliburton公司的H-ES双级固井工具。利用水泥浆“失重”压力计算式,推导出气层以上尾浆最大封固段长度计算式并进行了环空液柱结构设计。一级固井采用了循环摩阻憋压、二级固井采用了井口憋压等综合固井技术措施,确保了施工安全和固井质量。该井固井施工的成功,为该区块的后续固井作业提供了参考,同时也验证了所推导气层以上尾浆最大封固段长度计算公式的可行性。     

动态复杂压力下的水泥浆体系及性能评价

为了提高渤海油田动态复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间周边注水井不停注的要求,针对压力体系紊乱复杂、储层段固井质量差、层间封隔不良等固井难题,利用自主设计研发的抗动态水分散性能评价装置、界面胶结防窜性能测试装置和塑性体体积测试装置,形成了适用于动态复杂压力下的水泥浆防窜性能综合评价方法。通过抗动态水分散剂、膨胀剂、增韧剂以及缓凝剂等外加剂材料的评价与优选,开发出一套适用于渤海油田动态压力体系固井的新型防窜水泥浆体系,该水泥浆较目标区块原始体系抗压强度提高18.6%、胶结强度提高28.7%、抗水窜压力提高60.8%。在蓬莱油田完成了4口井的现场应用,固井质量较邻井提高22.3%～37.5%。应用表明,新型防窜水泥浆体系具有优良的防窜性能,可大幅提高复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间注水井不停注的要求,推广应用前景广阔。      

调整井防窜水泥浆体系研究

一些老油田经过长期的分层布井、三次加密钻井、高压注水和大排量强抽,形成了地下高压层、常压层、低压层共存的多压力体系,同时层间压差大,产层水淹严重,给固井质量带来了严重影响,一次合格卒逐年下降,固井质量差已成为影响油田开发和钻井的严重技术难题.而油气水窜在调整井固井中显得尤为突出,提高固井质量已成为油田开发和钻井亟待解决的问题.文中进行了膨胀水泥浆的特性分析、防窜性能测试和沉降稳定性试验,通过评价、筛选外加剂,优选出一套能提高调整井固井质量、满足固井要求的失水量超低、防窜稳定性好的水泥浆体系.     

MTA防窜固井技术原理及现场应用分析

泥饼仿地成凝饼(MTA)法防窜固井,是针对MTC固井技术的不足、为更好地提高固井二界面胶结质量而提出的新技术。该方法是钻开封固段前50~200 m,在钻井液中加入0.5%~3.0%的泥饼改性剂并维持该比例至完井,固井时以凝饼形成剂为基础配置3~4 m3前置液,注入该前置液后随之注入水泥浆,不改变油井水泥浆体系,但对钻井液泥饼进行了处理。其整体固化胶结机理是,用凝饼形成剂对泥饼界面进行修饰、处理并使其与泥饼改性剂初步反应生成凝饼胶结物,再逐渐形成致密凝饼。为了验证MTA方法的实际固井效果,在大庆油田、胜利油田和河南油田的23口老区调整井(常规油井16口,稠油井7口)中进行了现场应用。应用结果表明,固井一、二界面质量合格率100%,其中大庆油田应用井固井质量优质率和合格率分别提高13.01百分点和1.15百分点,胜利油田应用井固井二界面质量合格率提高约30百分点,河南油田应用井平均总井段优质率达到90.48%。      

胜利油田深探井固井技术难点与对策

针对胜利油田深探井固井面临地层压力层系多、井壁稳定性差、高温、高压等复杂地质条件,固井施工工艺复杂,压稳、防漏难度大,固井工具可靠性差,导致固井质量合格率偏低等问题,通过系统分析固井技术难点及其主要影响因素,研究了配套的深探井固井工艺技术。针对深探井高温、高压条件下进行固井施工时防窜、防漏等的需要,研制了高温水泥浆、晶格膨胀水泥浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等4种水泥浆体系;通过压稳设计分析、钻井液性能调整、前置液优选、高压井防窜、固井工具优选等,研究了具有针对性的固井技术措施。2012年,该深探井固井工艺技术在胜利油田61口井进行了现场应用,结果表明,固井质量得到明显提高,其中第二界面固井质量合格率由之前的40%~50%提高到82%。实践证明,综合配套的深探井固井工艺技术能够满足该油田深探井固井施工需要。      

低滤失双膨胀水泥浆体系的室内研究与应用

油井水泥浆体固有的体积收缩和高滤失量是造成固井窜槽事故的根本原因。针对江苏油田老区调整井地层压力系统紊乱、固井质量无法保证的技术难题，研制开发出了油井水泥低滤失双膨胀材料(F17C)，对其在不同条件下的膨胀量、滤失量、胶结强度和工程性能进行了评价。结果表明：F17C可使油井水泥浆产生足够的塑性膨胀和硬化膨胀，还能有效控制水泥浆的滤失量。掺入该材料后水泥浆的其它性能也满足现场施工的技术要求。低滤失双膨胀材料的双膨胀性能来自于多膨胀源的综合作用，其膨胀驱动力源于膨胀性成分反应产物的结晶生长压；其优异的降滤失效果得益于对滤饼渗透能力的控制。江苏油田138口调整井的固井实践证明：低滤失双膨胀水泥浆具有显著的抗窜作用，能够大幅度提高固井优质率。     

BX水泥浆体系在LN油田的应用

为了实现钻井"提速、降本、增效",塔里木油田优化了LN油田的开发/评价井的井身结构,减少套管层数,形成了较多的长裸眼固井。而长封固段固井中的高温高压、大温差、长裸眼段、多套压力层系并存等复杂情况极大地增加了固井难度,对水泥浆的各项性能要求更为严格。从LN油田低压易漏长裸眼段固井的难点出发,结合该区域目前广泛采用的工艺技术现状,水泥浆的应用情况,进行了BX水泥浆体系应用适应性评价。结果表明,BX水泥浆体系具有高初始稠度、强触变性、防窜性能好等特点,更能够适用于LN油田的地质特征,在水泥浆候凝期间起到一定的防漏堵漏作用。双密双凝水泥浆设计,能有效降低液柱压力,降低施工过程中压漏地层的风险,提高整体固井质量,能够满足低压裸眼长封固段固井需求。      

提高定向井第二界面胶结质量的钻固一体化技术

定向井由于其井眼轨迹复杂、套管不易居中,导致固井顶替效率低、泥饼清除困难。而顶替不干净的钻井液和未清除的井壁泥饼与水泥浆不相溶是固井第二界面胶结质量差的主要原因。钻固一体化技术的实质是在钻井液中引入一种可固化的潜活性胶凝材料,在井壁形成可固化的泥饼,固井时通过补充潜活性材料和加入激活剂可将其转换做为固井液,有效解决了钻井液与固井液不相溶的难题。该技术在两口定向井成功应用,有效提高了油层段的第二界面胶结质量,有效防止了各种流体层间窜流的可能性。     

薄油层薄隔层活跃水层调整井固井技术

百色油田的井较浅,且油、水层具有多、薄、活跃等特点,部分区块有浅气层,储层段易垮,存在大肚子现象,调整井固井后的互窜问题十分突出。固井声幅测井结果表明:在水层、油层、油水同层及隔层位置都有峰值出现,难以满足注采需要。经分析研究和室内试验,选用了具有直角稠化,初终凝时间与稠化时间短而且相配,静胶凝强度发展迅速的防窜水泥浆。经现场 3口井试验,该防窜水泥浆能有效地防止固井后发生互窜,提高固井质量,其中 2口井全优,1口井合格。     

孤东油田高压调整井固井技术

通过对孤东油田的固井技术研究,总结了高压调整井的固井技术措施,解决了高压调整井固井的技术难题。研究与应用结果表明,套管外封隔器可有效地防止注水泥过程中及封固后油气上窜或层间窜扰;早强水泥浆体系可有效地提高水泥石的早期强度;管外封隔器和早强水泥浆体系配合使用能够明显提高高压调整井的固井质量,也为调整井固井提供了新的思路。     

AWG抗渗固井水泥研究与应用

本文介绍了新型固井材料AWG抗渗水泥的各项物理性能。通过室内实验,确定了AWG水泥体系增强剂、AWG水泥浆体系缓凝剂和分散剂,研究了AWG水泥浆体系的配伍的现场应用及缓凝剂对水泥浆体系性能的影响。AWG抗渗固井水泥属于硫铝酸盐水泥系列的一种新型国井材料,AWG水泥具有速凝、早强、短候凝、抗渗、防水气窜、微膨胀、耐腐蚀、抗锈蚀等特性。通过在大庆油田萨中、萨南东部和杏七区、北一区4口井现场应用表明,使用AWG水泥国井后8h测声幅,得到良好的固井质量,达到国内领先水平。AWG水泥在高、低压共存的多压力层系复杂地质情况下使用,能有效地提高调整井、疑难井的固井质量,适用于调整井、疑难井固井、小眼井固井、各种表层套管固井及海上固井。     

水平井尾管固井技术及其在苏里格气田的应用

针对水平井长水平段尾管固井存在的尾管下入困难、尾管居中度不易保证、环空间隙小、高边自由水窜槽和低边泥浆窜槽等技术难题,在试验研究的基础上,总结出提高水平井尾管固井质量的实用技术：①选用沉降稳定性好、低失水、零析水、防气窜的水泥浆体系;②选用黏滞性前置液,使环空浆柱结构的密度成梯度（ρ_钻井液＜ρ_前置液＜ρ_水泥浆）分布,确定环空前置液流态达到紊流状态的合理施工排量,可以更好地清洁井眼,提高顶替效率;③模拟尾管刚度通井,采用单铣柱、双铣柱和三铣柱3种钻具组合分别进行3次通井,破坏井眼低边“死泥饼”,消除井眼不规则带来的阻卡,确保尾管顺利下入到位;④合理选用及安放扶正器,保证套管居中度达到67%。在苏里格气田苏5区块进行了2口水平井尾管固井实践,结果表明：固井合格率分别达93.78%和99.83%,优质率为70.93%和81.88%,为该区增产改造提供了技术保障。