新型高温缓凝剂LPA的制备及性能评价

针对国内超深井对固井缓凝剂的需求,以含膦酸基的烯类单体(LP)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,过硫酸铵为引发剂,制备了新型高温缓凝剂LPA,并用红外光谱对其进行了表征.考察了LPA在水泥浆中缓凝性能及对水泥浆性能的影响.结果表明,LPA在高温条件下对水泥浆具有较好的缓凝性和抗盐性,水泥...     

油井水泥缓凝剂SDH-2的性能研究及应用

为满足深井固井对水泥缓凝剂的特殊要求,研制出了一种高温耐盐缓凝剂SDH-2.该缓凝剂由碱、醛、亚磷酸制备,具有工艺简单、成本低的特点.介绍了SDH-2的制备条件,考察了反应物配比和催化剂加量对产品性能的影响,并在室内评价了SDH-2的缓凝性能、耐温抗盐性能、配伍性能以及对水泥石抗压强度的影响.结果表明:SDH-2在40～170 ℃的范围内具有优良的缓凝效果,缓凝时间可调性好,稠化曲线理想,抗盐性良好,与降失水剂、减阻剂有良好的相容性,对油井水泥选择性小,水泥石抗压强度高.SDH-2在现场应用了6口井,结果表明:该缓凝剂解决了深井固井中水泥浆稠化性能不稳定,稠化时间难以控制的问题,水泥浆具有良好的流动性能,满足不同井眼条件下固井对水泥浆流动性能的要求;同时水泥浆抗压强度发展迅速,高温条件下水泥石性能稳定,符合深井固井的要求.     

适用于长封固段固井的新型缓凝剂

为解决深井及超深井在高温条件下长封固段大温差时顶部水泥浆超缓凝的难题,研制了新型合成缓凝剂BCR-260L,该缓凝剂具有很好的耐高温性能,适用温度范围广,可满足70～180℃较宽温度范围内的固井需求.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,可以解决高温大温差条件下水泥浆超缓凝难题,具有很好的推广应用前景.研制的缓凝剂BCR-260L已经在LG地区62井进行了现场应用,固井效果良好.     

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。      

新型高温缓凝剂WHJ在深井固井中的应用

缓凝剂对于保证水泥浆在高温下的流变性是不可缺少的,但目前国内自主开发的高温缓凝剂使用温度均低于180 ℃。为了确保深井高温条件下固井施工的顺利进行,以含磷化合物为主要原料研制出了高分子油井水泥缓凝剂WHJ。该缓凝剂中含有多种易被水泥颗粒吸附、抑制水泥水化能力强的基团,分子与水泥颗粒之间的作用力大,另外缓凝剂分子量大,在高温下的脱附能力差,高温下缓凝性能优良。现场应用结果表明,缓凝剂WHJ在高温下具有良好的抑制水泥水化的能力,具有广阔的推广应用前景。     

响应面法优化两亲聚合物缓凝剂温度响应特性

针对深井长封固段固井面临的高温大温差环境，缓凝剂难以同时满足深井高温泵送时间长、顶部低温候凝时间短的要求，依据两亲聚合物自组装结构形成/解离过程中的分子构效变化原理，采用2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、多元不饱和羧酸(PA)、阳离子单体(CM)，通过可逆加成链转移法制备出两亲聚合物缓凝剂TRIR，利用响应面法优化了缓凝剂的温度响应智能调控特性，确定了缓凝剂TRIR较佳合成条件：单体浓度占比为28.7%、引发剂用量为0.6%、合成温度为50℃、反应pH值为4.5。评价结果表明，两亲聚合物缓凝剂TRIR耐温性能优异，4.0%（液体）加量下200℃高温稠化时间达356 min，在120～180℃范围内随温度升高缓凝性能显著增强，高温大温差下顶部水泥浆强度发展快，无超缓凝不良现象，可将候凝时间缩短到24 h，为深井高温大温差固井和未来智能型缓凝剂的发展提供新思路。     

油井水泥高温缓凝剂CHR40的合成与评价

为了克服在深井固井过程中面临的高温难题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)和丙烯酸(AA)为聚合单体,采用水溶液聚合的方式制得高温缓凝剂CHR40。此缓凝剂温度敏感性和掺量敏感性小,抗高温能力强,可使用温度高达200℃,与各种水泥外加剂配伍性良好,且稠化过渡时间短,具有直角稠化和曲线平稳的特性,易于现场调节。     

高温抗盐直角稠化水泥浆体系

针对深井油气层埋藏深、分散,井温高、封固段长等复杂情况,优选出了一种高温抗盐直角稠化水泥浆体系.该体系外加剂由高温降失水剂G301(或G306)、高温缓凝剂GH-Ⅱ(GH-ⅡB)和高温减阻剂USZ组成.该水泥浆体系能够抗盐达饱和盐水,失水量小于150 mL,抗温达160 ℃,低温养护后强度大于14 MPa ,高温养护后强度仍大于15 MPa,表现出了很好的抗高温强度衰退性能;稠化时间可调,过渡时间短;易于配浆,流动性好,能够适应深井固井需要.在不同油田的高温固井实践表明,使用该水泥浆固井施工顺利,固井质量优质.     

SN—3水泥浆多功能宽温带缓凝剂的评价与应用

针对塔河油田深井固井中存在的高温、高压、上下温差大等问题,且水泥浆候凝时间短、性能稳定、早期强度发展快等要求,引进了一种新型多功能宽温带缓凝剂SN-3.该缓凝剂主要是羟基羧酸盐和葡萄糖酸盐,其羟基羧酸基团与Ca2+鳌合形成高度稳定的五元环或六元环结构,并部分地吸附于水泥颗粒表面形成保护膜降低水化速度,从而起到缓凝作用.通过室内流变、稠化、超声波强度等评价试验表明,该缓凝剂不但宽温带适应性强,同时具有较好的分散性,与其他外加剂配伍性好,水泥浆综合性能好,流变性好,呈直角稠化以及在低温状态下水泥石的早期强度发展快的特点.缓凝剂SN-3在塔河油田多口深井固井中得到了良好的应用与推广,固井优良率达80％.     

新型油井水泥低滤失高温缓凝剂的室内研究

为了满足高温高压深井及超深井固井对油井水泥缓凝剂抗高温性能的要求，利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和有机羧酸（TA）合成了油井水泥高温缓凝剂SA。通过正交实验分析可知，单体配比、反应温度是影响SA缓凝效果的主要因素；合成SA的最佳条件：单体配比AMPS：TA为19：2，引发剂浓度为0．5％，反应温度为55℃，反应时间为13h，pH值在6～7之间。通过对掺有缓凝剂SA的水泥浆进行性能评价，可知SA的高温缓凝效果明显，此外，SA还可以改善水泥浆的流动性，并具有优良的降滤失效果。通过对缓凝剂SA进行红外光谱分析，表明SA属于AMPS—TA二元共聚物。通过测定SA的玻璃化转变温度，证明SA二元共聚物的热稳定性良好。     

一种中高温四元共聚物缓凝剂的合成及性能

针对缓凝剂在中高温过渡范围内水泥浆中性能不佳的问题,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）和N,N-二甲基丙烯酰胺（NNDAM）为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了一种四元共聚物缓凝剂。利用红外光谱分析表征了聚合物结构,证明样品中无单体存在,单体充分进行了共聚反应。性能研究结果表明,在80～120℃范围内,合成缓凝剂对油井水泥具有很好的缓凝性能,且对温度不敏感,在同一温度下,随着缓凝剂用量的增加,稠化时间也随之增加,缓凝剂的加量与稠化时间具有很好的线性关系,在100℃下,加量为0.8%、1.0%和1.5%时的稠化时间分别为161、197和227 min;加量相同时,随着温度的升高,缓凝时间有所变短,未出现“倒挂”现象,加量为1.5%时,在80、100和120℃的稠化时间分别为248、227和208 min;该缓凝剂在80～120℃范围内对水泥石抗压强度影响小,抗盐达到18%,与其他水泥浆外加剂配伍性好。对缓凝剂机理也进行了分析。      

油井水泥浆缓凝剂HN-1的制备及性能评价

以丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、含膦酸基的单体AP为原料,以过硫酸铵为引发剂,制备了油井水泥新型缓凝剂HN-1,并用红外光谱对其进行了表征,考察了HN-1在水泥浆中的缓凝性能。结果表明,HN-1对水泥浆体系具有较好的缓凝性和抗盐性,改善了水泥浆的流变性,其耐温可达150℃;与常用添加剂配伍性好,能满足固井施工要求。     

防气窜泡沫水泥浆的研究与应用

长庆气田属低压低渗透气田．气层多．含气井段长，压力梯度不等，固井时易发生气侵窜槽．造成水泥石界面胶结不良。针对长庆气田的特点，研究出了防气窜泡沫水泥浆，外加剂由氮气发气剂GFQ-1和GFQ-2、稳泡剂GWP和缓凝剂GH-2组成，GFQ-1和GFQ-2与GWP之问的最佳比例为4g：5mL；8mL。现场试验表明，GFQ-1与GFQ-2的反应平稳，气体量易控制；泡沫封闭稳定，渗透率低，泡沫细小、均匀．不易破裂．在浆体中均匀分布；浆体稳定性和流动性好．游离液为零；水泥石抗压强度高。水泥浆密度低；水泥浆具有可膨胀性和可压缩性．直角稠化，水泥石胶结强度高，可有效防止油气水窜．防气窜泡沫水泥浆配方简单．施工方便，成本低。气层井段优质率为87％，合格率为100％。     

胶乳水泥固井技术在LG地区X井的应用

LG地区X井是一口开发井,属于大斜度定向深井,最大井斜为64.78°,完钻井深为6 990 m。该井127.0 mm尾管固井具有井底温度高、封固井段长、井斜大、间隙小、油气活跃、易漏失等难点,对固井水泥浆性能要求高,固井质量难以保证。针对上述固井难点,采用耐高温防气窜胶乳并结合新型聚合物缓凝剂,研发了一套适合高温长封固井段固井的胶乳防气窜水泥浆体系。实验和应用结果表明,该水泥浆流动性好、浆体稳定、滤失小、稠化时间易调、过渡时间短、顶部水泥强度发展快,综合性能良好。该套胶乳水泥浆体系结合相应的固井工艺措施,有效地解决了LG地区X井127.0 mm尾管固井过程中易出现的层间互窜、压漏地层、顶替效率差、顶部水泥浆超缓凝等固井难题。     

深井盐膏层固井水泥浆体系研究与应用

分析了塔河油田深井盐膏层的固井难点，优选出了高温抗盐降滤失剂RD221，分散剂DZS和缓凝剂RD441，评价了加入这些添加剂所形成的高温抗盐水泥浆体系的性能。室内试验和现场应用表明高温抗盐水泥浆体系能满足塔河油田深井盐膏层的固井要求。     

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。     

碳酸盐岩油气藏高温防窜防腐固井技术

针对四川龙岗气田在固井过程中面临的井漏、封固井段长、大温差“超缓凝”、高温高压及高含H₂S和CO₂酸性气体等难题,根据不同套管层次的固井要求提出了应对策略,通过机理分析和实验对比方法,成功研制了防漏增韧、抗盐大温差及防腐等3种水泥浆体系。室内实验结果表明：不同尺度、不同弹性模量的纤维群具有阻止微裂纹扩展和搭桥成网的作用,可有效解决固井漏失问题;优选的有机酸淀粉类复合缓凝剂SD210及共聚物类抗盐降失水剂SD130可抗高温160℃,防气窜性能好,可解决177.8mm尾管固井水泥浆超缓凝难题;通过腐蚀前后水泥石抗压强度、渗透率变化对比及X射线衍射(XRD)与扫描电镜法（SEM）分析,证实了通过提高水泥石致密性能实现高效防腐的可行性。龙岗气田现场应用表明,所研制的水泥浆的固井质量得到明显提高,可用于碳酸盐岩酸性气田固井,并能延长气井寿命。     

高温盐水水泥浆体系的室内研究

在盐膏层固井作业时,常规的淡水水泥浆不能满足固井作业的要求。在评价了不同缓凝剂和不同降失水剂对盐水水泥浆性能影响的基础上,优选出了以缓凝剂CHY-5和降失水剂CFL-2为主剂的含盐量为18%(BWOW)盐水水泥浆体系,并分析了和CFL-2的作用机理。室内研究表明:缓凝剂CHY-5对温度不敏感,能有效的防止井底温度波动对固井工作的影响;降失水剂CFL-2能有效控制体系的滤失量;优选的盐水水泥浆的稠化时间可调,过渡时间短,呈近直角稠化;能满足深部地层(约4 000 m)、井温约140℃的地层固井作业的要求。     

抗循环温度210℃超高温固井水泥浆

随着勘探开发不断向深层迈进,超深井、超高温井逐渐增多,超高温对水泥浆抗温能力提出了更高挑战。为了解决现有水泥浆体系抗高温能力差的问题,研制了抗高温降失水剂DRF-1S、抗高温缓凝剂DRH-2L及其他配套抗高温水泥外加剂,并形成了超高温常规密度固井水泥浆,在室内对该水泥浆的性能进行了评价结果表明,该水泥浆能够满足井底循环温度210℃、井底静止温度230℃的固井要求,水泥浆API失水量可以控制在100 mL以内,稠化时间可调,高温沉降稳定性不大于0.04 g/cm3,230～250℃超高温下水泥石强度高且不衰退。该水泥浆在华北油田杨税务地区高温深井安探4X井φ127 mm尾管固井进行应用,固井质量优质,为该地区勘探开发提供了固井技术支撑。