泡沫分数对泡沫水泥性能的影响规律分析

泡沫水泥的性能主要取决于泡沫体积分数。通过水泥浆发泡实验,制备了具有良好沉降稳定性的泡沫水泥,深入系统分析了泡沫体积分数的变化对泡沫水泥的性能影响。研究结果表明,随着泡沫体积分数的增大,泡沫水泥浆变得黏稠,失水量降低;同时,泡沫水泥石抗压强度基本成线性降低,气测渗透率升高,弹塑性能增强。泡沫体积分数控制在30%左右,泡沫水泥石具有较好的抗压强度和弹塑性能,同时满足气层的有效封固要求,为现场泡沫水泥浆密度确定和施工安全提供指导。     

顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术

针对顺北油气田一区三开钻遇的志留系地层承压能力低、井漏严重,固井一次性封固段长、漏失率高的问题,研究了长封固段防漏固井技术。从地质因素和工程因素2方面进行了原因分析,明确了技术需求。优选高抗挤空心玻璃微珠作为减轻剂,利用颗粒级配原理研制了低密度水泥浆。采用在隔离液中加入不同尺寸纤维的方式,提高地层承压能力;基于对极易漏层的准确判断,开发了适合超深井长封固段尾管固井的“正注反挤”防漏固井工艺。室内试验结果显示:在100 MPa液柱压力下低密度水泥浆的密度增幅小于0.03 kg/L,水泥石抗压强度高于15 MPa,具有良好的承压能力和较高的抗压强度;堵漏型隔离液可将地层承压能力提高1.5 MPa。“正注反挤”固井工艺与低密度水泥浆、堵漏型隔离液结合形成的顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术,在该区10多口井?177.8 mm尾管固井中进行了应用,全部实现了水泥浆完全封固环空,没有漏封井段,较好地解决了固井漏失问题。研究与应用结果表明,顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术效果显著,可解决该区存在的固井难题。      

硅粉对水泥石强度发展影响规律

硅酸盐油井水泥石强度都有临界温度,当达到临界温度以上时,水泥石强度要发生衰退,水泥石渗透率增大,甚至水泥石强度完全丧失,严重影响了油气井测试、开发等后期作业的顺利进行.在水泥中添加适量的高温强度稳定剂硅粉,将C/S摩尔比降到1.0左右,不但解决了高温下水泥石强度衰退问题,而且能提高水泥石强度.通过室内试验,研究分析了纯油井水泥石强度在高温下强度发展规律及强度发生衰退的原因,并从硅粉细度、加量以及温度等方面,研究分析了硅粉与水泥石强度发展之间的关系,找到了高温强度稳定剂对水泥石强度发展的影响规律.即:高温条件下,随着硅粉加量的增加,水泥石强度增大,而且硅粉细度越小,其强度增高的越大;水泥石在高温下反应初期发生了小幅度强度衰退,当硅粉参与反应后,水泥石进行二次强度发展,而且硅粉越细,二次强度发展越早,强度也越高.     

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。     

超高温缓凝剂DZH-3的性能研究

针对目前国内超深井对固井缓凝剂的需求,研制了高温缓凝剂A、B,然后将A、B以一定比例复配得到抗200 ℃的超高温缓凝剂DZH-3.评价了超高温缓凝剂DZH-3在150～220 ℃不同温度下及不同加量下的抗高温性能、高温稳定性能、高温抗压性能和综合性能等.结果表明:超高温缓凝剂DZH-3在不同加量下,水泥浆体系的稠化时间具有线性可调性且无超缓凝现象;加有DZH-3的配浆水在陈化14 d后,浆体的稠化时间及稠化曲线仍具有重现性;浆体在高温下24 h强度发展迅速,具有较高强度,无高温高压强度衰退现象;综合性能能满足固井现场的施工需求.     

一种大温差弹韧性水泥浆

长封固段大温差气井固井面临水泥浆顶部易超缓凝,水泥环易发生密封失效致环空带压等问题。通过研选抗高温大温差缓凝剂和降失水剂,可满足170℃以低100℃温差水泥石强度发展要求;优选抗高温弹韧性材料,降低水泥石脆性,增强水泥石弹韧性。研制出大温差弹韧性水泥浆体系,密度在1.50~2.20 g/cm3范围内可调,水泥浆流变性好,API失水量小于50 mL;50℃温差下密度为1.50 g/cm3低密度水泥石72 h抗压强度可至11.5 MPa,60℃温差下密度为2.20 g/cm3水泥石72 h抗压强度可至15.3 MPa,70℃温差下密度为1.88 g/cm3水泥石抗压强度达17.7 MPa,且水泥石弹性模量均小于7 GPa,抗折强度大于3.5 MPa;水泥环密封完整性评价显示,水泥环可满足90 MPa压力30轮次加卸载密封要求。该大温差弹韧性水泥浆体系在西北油田分公司顺北4井φ193.7 mm+φ206.4 mm尾管回接固井中成功应用,一次封固段长5693 m,上下温差约105℃,固井质量优质,为其他超长封固段气井固井提供成功范例。      

MTC固井技术在西部新区技术套管中的应用

针对西部新区钻井泥浆的特性,通过大量的室内实验,优选出了性能良好的高炉矿渣,调配出性能稳定,利于现场施工的低密度矿渣MTC固井液体系.其配方的综合性能优异,API失水能控制在150mL以内;流型指数n在0.6～0.9之间,稠度系数K在0.04～0.1Pa·sn之间;析水为0mL;稠化时间可调,且过渡时间短,一般在5～15min之间.采用该矿渣MTC低密度单级固井工艺技术取代双级固井工艺,成功进行了3口井技术套管固井的应用,较好地解决了西部新区长封固段、高温差、易漏失等固井技术难题,解决了双级固井存在的循环孔打开泵压高、关闭不严的固井问题;其中永7井固井创造了MTC一次性封固段长达3840m,温差达80℃的两项国内纪录.     

油井水泥膨胀剂室内检测与评价

介绍了国内油井水泥膨胀剂的发展现状及作用机理，制定了其检测标准及评价方法，并从水泥膨胀率、抗压强度、水泥浆自由水含量及发气时间等方面对膨胀剂进行了较为全面的检测和评价。掌握了油井水泥膨胀剂质量状况及性能特点，对油井水泥膨胀剂的推广应用及提高固井质量具有一定的指导意义。     

雅达油田高含硫小井眼尾管固井技术

针对伊朗雅达油田Fahliyan油层尾管固井技术难点,优选出防腐防窜胶乳水泥浆体系。室内测试分析表明:该体系防窜能力强,模拟实验过程中气窜量为0;在室内模拟的H2S强腐蚀条件下,仍能保持致密的微观结构,水泥石强度下降幅度为11.46%,水泥石渗透率增加程度为18.82%;同常规水泥浆体系相比,养护24 h的单位面积抗冲击功可提高74%,养护48 h的单位面积抗冲击功可提高79%。为提高洗井质量和水泥浆顶替效率,率先将旋转尾管固井技术应用于ф114.3 mm尾管固井中。同时,采用先导浆工艺和提高套管居中度技术,达到提高顶替效率的目的。上述措施的实施,为解决伊朗雅达油田高含硫小井眼尾管固井难题做出有益的尝试,取得了较好的现场应用效果。     

苯丙胶乳水泥浆防气窜效果与失重规律分析

水泥浆候凝期间,因其失重引发的环空气窜,是导致气井环空带压的重要因素之一,掌握水泥浆失重模式与规律,是预防环空气侵的重要基础。以苯丙胶乳防气窜水泥浆为研究对象,采用压力传导精确测量装置进行了水泥浆失重试验,测量了不同胶乳加量、温度、气压、模拟井筒深度等条件下水泥浆浆柱压力的变化,进行了防气窜效果评价与失重规律分析。试验发现:在气层压力（18 kPa）高于底部浆柱压力（12～16 kPa）的情况下,苯丙胶乳水泥浆依然可有效防止气窜;水泥浆形成触变或胶凝结构后压力快速降低,随着水化反应进行压力缓慢降低,稠化前压力再次加速下降,而气窜应出现在第一拐点附近。基于该研究成果,可对水泥浆的防气窜性能进行评价,以优选出适合高压气井的防气窜水泥浆,并为建立水泥浆失重预测模型提供试验基础。