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。      

沙市油田保护油气层固井技术

沙市油田渗透率低的地质特点，导致对该油田油层损害的主要因素是水泥浆中的滤失液与储层中地层水不配伍造成的伤害。通过室内化验和现场试用，优选固井的水泥浆体系。主要介绍了几种水泥外加剂，如分散剂、缓凝剂、降失水剂的优选工作，还介绍了水泥与各种外加剂配伍使用的复配方案，推荐了在固井中应用保护油气层的淡水低失水水泥浆体系模式。该水泥浆体系进行三口井的应用，固井质量均为优质。     

油井水泥高温缓凝剂DZH-2室内评价与应用

高温缓凝剂DZH-2是一种高效油井水泥缓凝剂,通过加入水泥浆中调整其稠化时间,水泥浆综合性能良好,水泥浆配方和性能易于调节,保证了固井施工安全,减少了水泥浆对油气层的污染,有效改善了水泥石胶结质量,提高了固井质量。该缓凝剂克服了国内目前缓凝剂存在的技术问题和不足之处,适用温度范围宽,在浅井、中深井和深井中均可应用;适用于各种级别的油井水泥,可与多种外加剂配伍;可在多种水质中应用,可用于多类固井作业等,在海上、西北、西南、东北等多个油田和地区应用,取得了良好的固井效果,具有广阔推广应用前景。     

新型缓凝剂BCR260L性能评价及现场试验

针对深井长封固段固井时顶部水泥浆超缓凝的问题,研制了一种新型缓凝剂BCR-260L。通过室内试验评价了缓凝剂BCR-260L的缓凝性能、大温差条件下水泥石强度发展、抗盐性能,结果表明:该缓凝剂具有很好的耐高温性能,适用温度范围广,可满足循环温度70~180 ℃固井需求;根据现场对水泥浆稠化时间的要求,可通过调整缓凝剂BCR-260L的加量,调节水泥浆的稠化时间;缓凝剂BCR-260L对水泥石后期强度发展基本无影响,在大温差条件下强度发展快,能保证固井施工时顶部水泥浆强度发展;缓凝剂BCR-260L抗盐能力可达15%。现场应用表明,缓凝剂BCR-260L可以有效解决高温大温差条件下顶部水泥浆超缓凝的问题,具有广泛应用前景。      

抗温敏大温差聚合物缓凝剂的合成与应用

规律的水泥浆稠化时间是保证固井作业安全进行的前提,稠化时间异常会对固井施工带来严重的影响。波特兰水泥在100~120℃范围内,水泥水化会产生变化,水泥浆的稠化时间通常规律性较差,存在稠化反转或缓凝剂失效现象,给现场固井作业带来一定的安全隐患。研究了一种新型聚合物缓凝剂CCH120,并在室内对使用CCH120的抗温敏大温差水泥浆体系和现有的水泥浆体系进行对比。研究结果表明,100~120℃中温水泥浆敏感段,CCH120聚合物水泥浆随温度升高稠化时间逐渐缩短,不存在稠化反转现象,并从机理上进行了解释。该水泥浆体系具有抗温敏性、稠化时间规律性强,失水量低、养护强度高,顶部起强度快的特点。      

高温深井水泥浆体系在徐闻X1井的应用

针对徐闻X1井井底静止温度高达160℃给油层套管固井带来的技术难题,首次选用了适于井温范围在90~150℃的高温深井固井水泥浆体系应用于该井。对高温新型降失水剂TW 110L和缓凝剂TW 302L等外加剂进行了室内试验,在施工现场与固井所用的水样、水泥和硅粉进行了配伍性试验。现场试验表明:该水泥浆体系在高温下性能稳定,稠化时间易于调节,过渡时间短,稠化曲线基本呈直角,且水泥石抗压强度符合质量要求,能满足徐闻X1井油层套管的固井需要。高温深井水泥浆体系在徐闻X1井油层套管固井的成功应用表明,该体系能解决由于井下高温而引起的固井技术难题。     

元坝气田抗高温耐腐蚀水泥浆体系研究及应用

针对四川盆地元坝气田在固井过程中面临的高温、高压及高含H₂S、CO₂酸性气体等难题,通过对防腐机理研究和实验对比方法,成功研制了抗高温防气窜防腐蚀胶乳水泥浆体系。室内实验结果表明：优选的高温缓凝剂可抗高温150 ℃;加入胶乳和稳定剂能降低水泥石渗透率和孔隙度,可显著提高水泥石防腐防气窜性能;通过颗粒级配原理,优选水泥加重材料,可保证高密度条件下水泥浆沉降稳定性、流变性、强度三者之间平衡协调。现场应用表明,所研制的水泥浆的固井质量得到明显提高,固井质量平均优良率达到72%,元坝酸性气田固井满足了后期开采要求,适宜进一步推广应用。     

鄂尔多斯盆地致密气水平井固井水泥浆优化及应用

在固井过程中,水泥浆性能不稳定,影响了固井质量.利用试验的方法,研究分散剂、防气窜剂、缓凝剂、促凝剂加量对水泥浆体系的影响,确定了最优的领浆配方:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.5％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+0.12％缓凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB;尾浆配方为:G级水泥+现场水+0.5％分散剂+0.75％防气窜剂+2.25％降失水剂+1.0％早强剂+2.0％促凝剂+0.2％消泡剂+2％增韧纤维FIB.现场作业表明,优化后的固井水泥浆可以有效解决目前存在的问题,提高固井质量.     

SEP-1水泥膨胀剂在长封固段固井中的研究与应用

吐哈油田为解决长封固段固井质量问题,研制出SNC(减轻剂)+SEP-1(膨胀剂)低密度、高强度油井水泥。经现场7口井试验,未发生井漏、憋泵、低返等问题,质量全优,大大提高了固井质量。实践证明,SNC可防漏、防塌和保护油气层;SEP-1可大大降低析水,可补偿水泥凝固时体积的收缩,增加水泥石强度30%~50%。两种外加剂联合使用,可配成低密度、高强度水泥浆。由于加大了水灰此,一方面加大了水泥浆的紊流程度,提高了顶替效率;另一方面减少了水泥用量,降低了国井成本。SEP-1单独使用,可配成高密度水泥浆。     

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。     

F17C油井水泥膨胀降滤失双效剂的应用研究

调整井固井作业中的流体窜流问题一直是国内外尚未解决的技术难题之一,这一问题在江苏油田老区调整井固井作业中尤为突出,针对江苏油田老区调整井,特别是油水同层井的固井难题,研究开发出同时具有塑性体膨胀,硬化体膨胀和降滤失双效作用的水泥浆体系,有效地解决了固井施工中的水泥浆脱水失重,收缩失重及硬化体积收缩所造成的微间隙,因而大幅度提高调整井的固井质量,经30余口井的现场实验证明,该水泥浆体系流变性好,失水量小,稠化曲线呈直角,早期抗压强度高,且使水泥浆在塑性状态和硬化后均能膨胀,属一种技术领先的新型多功能油井水泥外加剂,F17C膨胀降滤失剂的应用从很大程度上解决了江苏油田调整井的固井难题,固井优质率明显提高,因而具有很好的推广应用价值。     

1.15 g/cm3超低密度水泥浆的研究与应用

针对鄂北工区低压、易漏失地层的固井难题,中原固井公司通过研发轻质水泥,优选高强空心玻璃微珠减轻材料,与超细微硅进行级配,建立三级级配模型,确立了超低密度设计构架。选用AMPS类降失水剂、低密度增强剂、早强剂、缓凝剂等外加剂优化浆体性能,研究出一套高强度超低密度水泥浆配方,该水泥浆适用温度为60~120℃,密度为1.15 g/cm3,失水量为40~42 mL,游离液量不大于1.0%,稳定性密度差为0,300 min内稠化时间可调,呈直角稠化;常压40℃下72 h水泥石抗压强度为12.1 MPa,满足现场施工需求。开展混拌工艺研究,建立了分级混拌工艺,混拌大样与小样水泥浆性能符合率达到了98%,保证了水泥浆性能的稳定。通过在鄂北大牛地区块D12-P42、D17-2及DK13-FP1井等3口井的应用,固井过程中没有发生漏失,固井质量合格率为100%,实现了井筒的完整性,为低压易漏地层固井提供了技术支撑。      

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。     

胜科1井超高温水泥浆体系的设计与应用

针对胜科1井井深、井底温度高,而且底部有盐水层的实际情况,合成了新型超高温缓凝剂、抗盐降失水剂,室内试验表明两者具有较好的抗高温耐盐性能及良好的配伍性能。针对水泥石出现的分层现象,通过添加热稳定剂提高了其热稳定性和抗压强度;通过超高温水泥浆体系试验,设计出了胜科1井尾管固井水泥浆,试验表明该水泥浆性能稳定,稠化时间可调,失水量、游离液、抗压强度等指标完全达到设计要求,并成功进行了胜科1井尾管固井作业。胜科1井的现场应用证明,该超高温水泥浆体系能满足超深井固井需要,可在胜利油田及其他地区的深井、超深井固井作业中推广应用。     

超细微膨胀固井水泥研究与应用

为解决三次加密调整井层间压差大、薄隔层窜槽及水泥石产生收缩而影响固井质量的问题,进行了DP-DR(超细微膨胀)新型水泥体系研究与应用。对DPDR水泥与普通A级水泥膨胀性能、失水量、增韧性能及稠化性能进行了对比试验。试验表明,DPDR水泥体系具有较好的膨胀性、低失水性和增韧性,并具有近似直角的稠化曲线,可以提高三次加密调整井固井质量。现场试验表明,DPDR水泥体系不仅在固井的最初阶段起到了较好的作用,而且可以较好地抑制水泥胶结质量随时间推移而发生变化,能够有效地提高三次加密调整井固井质量。     

新型抗高温聚合物/胶乳防气窜水泥浆体系在南海流花深水区块的应用

针对南海流花深水区块的油气层具有井底温度高、渗透性好等特点,研制出了一种新型的适用于深水油气层固井的抗高温聚合物/胶乳防气窜水泥浆体系。通过室内实验,给出了适用于不同温度下的水泥浆体系配方,并对其常规物性、流变性和防气窜性能进行了评价。现场应用结果表明,该水泥浆具有抗高温、低滤失量、防气窜等特点,应用的3口深水井油气层段固井质量全优。     

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。     

中国油田调整井固井防水窜技术评述

就调整井固井的技术难点、影响因素、水窜的根源和防窜材料的作用机理进行了讨论、分析 ,对中国各油田采取的防窜工艺措施和现用抗水窜水泥浆体系的固井效果和存在问题进行了分析和评价。提出了防窜材料应具备的特性和抗水窜水泥浆体系的技术要求     

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。