高温水泥浆体系研究与应用

针对土库曼斯坦南约洛坦气田膏盐层固井对高温抗盐水泥浆性能的要求,研究了高温缓凝剂GHN和高温抗盐降失水剂GFL.GHN由有机膦酸钠盐、有机酸组成,对水泥浆其它性能无不利影响,对水质和水泥品种适应性强,其加量与稠化时间具有良好的线性.GFL为单磺酸四元共聚物AA-AM-VP-AMPS,抗温达180℃,抗欠饱和盐水.为提高固井质量,在高温水泥浆中还使用了硅粉、稳定剂及微膨胀剂.该高温水泥浆性能优越,应用温度范围为100～180℃,失水量在100mL以内,在土库曼的7口井中进行了试验,现场施工顺利,固井质量合格率为100％,解决了该气田高温盐膏层固井技术难题及高压、多气层固井过程中井漏与气侵并存的问题.     

粉煤灰降失水水泥浆在天然气井固井中的研究与应用

长庆天然气田属于低压、低渗透气田,存在承压能力较低的地层,固井设计要求全井段封固,并且采用双级双凝施工工艺。但由于用于低密度水泥浆中的漂珠生产量降低,价格上升,研究应用替代产品是固井技术发展的方向。在一级领浆中研究应用了粉煤灰水泥浆体系,其性能和固井质量可完全满足固井要求。粉煤灰水泥浆体系价格低和固井质量优良,使其成为漂珠水泥浆体系的替代配方。     

超低密度早强水泥浆在天然气井固井中的应用

在天然气井固井中,上部固井质量一直存在问题。为了提高固井质量,达到保护套管的目的,研制了新型水泥浆体系。经室内研究,选择了减轻剂的种类与粒级配比;根据低密度水泥浆的性能要求,确定了配方,并对该配方进行了触变防漏特性及稳定性分析,形成了具有体系稳定、水泥浆密度波动对水泥浆体系产生影响较小、抗漏失能力强、早期强度发展快等特点的超低密度水泥浆体系。经现场试验,获得了较好的效果。     

偏心机械式振动固井技术在长庆油田的应用

为提高长庆油田注水调整更新井固井质量,试验应用了一种偏心机械式振动固井技术。在室内采用ZD-34电动振动器评价装置对振动器进行室内模拟,对水泥浆振动后的抗压强度、胶结强度、稠化时间、初终凝过渡时间和渗透率进行评价,结果表明,振动后水泥浆稠化时间缩短25%~30%,初终凝过渡时间缩短30%~50%,水泥石24h抗压强度提高10%~14%,胶结强度提高11%~16%,渗透率降低33.3%~43.9%。该技术在长庆油田吴堡区块应用5口井,试验井油水层封隔良好,总体固井优质率提升20%以上。室内实验和现场应用表明,偏心机械式振动固井技术可以有效提高固井质量,具有较好的推广应用前景。      

苏里格小井眼一次上返固井技术研究

苏里格气田小井眼开发试验井152.4mm井眼下88.9mm油管完井,固井采用一次上返,水泥浆返至地面。固井施工时管内外静液柱压差大、套管内间隙小流动磨阻大导致施工压力高影响顶替效率,并且刘家沟地层承压能力低,顶替过程中易发生漏失,影响水泥浆返高。为解决该问题,研发了高强微珠低密高强水泥浆体系,该体系密度低、强度高、性能稳定,在解决漏失问题的同时还能对地层进行有效封固,满足长期注采需要;并通过前置液后置液技术,提高顶替效率,解决了高泵压低环空返速情况下的顶替效率问题。目前已在苏里格气田使用该工艺完成现场实验3口井,固井质量一次合格率100%,井底未留水泥塞,水泥浆成功返出地面,实现了全井段封固。     

国内外小井眼固井技术研究现状

由于小井眼井可显著降低钻井成本,因此在国内外应用较广。但小井眼井具有井眼尺寸小、环空间隙小的特点,所以小井眼井固井难度较大,这限制了小井眼井的推广应用。为促进小井眼井固井技术的发展,在总结小井眼井钻井与固井特点的基础上,分析指出其固井技术难点主要集中在套管居中度不高、环空摩阻大、顶替效率低、水泥环力学性能要求高、施工工艺设计困难和工具简单等。对国内外在小井眼井固井的研究现状进行了综述,在分析水泥浆体系、套管居中技术、环空间隙问题、扩眼工具和施工工艺的研究现状的基础上,指出现有技术的不足在于水泥浆技术不成熟、固井工具缺乏现场应用,施工工艺自动化程度低等。为此提出了提高小井眼固井质量技术建议,包括提高套管居中度技术、套管安全下入技术、水泥浆性能技术、随钻扩眼技术和施工工艺技术等。     

苏里格气田φ88.9mm油管固井工艺技术

苏里格南部气田φ215.9 mm井眼下φ88.9 mm油管完井顶替效率低,后期钻探难度大,固井施工压力高。为解决该问题,根据平衡压力固井工艺原理,通过外加剂优选及固井工具优选,配制出优质固井前置液体系、防渗漏水泥浆体系、固井压塞液体系,完成了适合小尺寸套管固井的配套施工工艺。使用该工艺现场施工6口井,固井工具附件性能可靠,既满足返高要求也未发生漏失,未留水泥塞,满足后期储层改造需要,为苏里格气田低成本有效开发提供了技术保障,具有较大推广价值。     

一种油井水泥用抗分散絮凝剂

国内油田注水区块频发的水侵,严重地破坏了水泥石强度和胶结质量。针对该问题,采用自由基聚合的方式合成出一种适用于油井水泥的抗分散絮凝剂BCY-100S。通过Zeta电位分析和热重分析测定了BCY-100S的絮凝性和耐热性,并评价了其对水泥浆抗水侵性能的作用和稠化性能。结果表明,BCY-100S耐温可达324℃,加入BCY-100S的水泥浆具备一定絮凝性,能够在80℃下,受到水的冲刷作用而不离析、不分散,与未加入BCY-100S的普通水泥浆相比,具有显著的抗水冲刷性能。除此之外,抗分散絮凝剂BCY-100S对稠化时间无影响,符合油井水泥性能要求。为各油田解决地层流体对水泥浆“溶解迁移”和“质量互换”的问题提供了一种新的方法。      

抗冲击韧性水泥浆体系室内研究

固井施工中,由于某些原因在水泥石中形成许多初始缺陷,在射孔、压裂等作业产生的冲击载荷作用下,初始缺陷的裂纹尖端处会形成高度的应力集中,随着应力水平的发展,裂纹将迅速扩展,形成裂纹、裂缝,造成油气层段窜槽,给射孔后开发和改造挖潜等增产措施带来极大困难.通过研究和分析水泥石环发生破坏的情况及应力变形特征,研究出水泥石塑性较高而脆性较小的抗冲击韧性水泥浆.对水泥石抗压强度、抗折强度、动态弹性模量、泊松比、最大扰度、动态断裂韧性和射孔损伤程度等参数的测试表明:水泥浆中加入改性纤维、聚合物对水泥石的动态力学性能有明显提高;水泥石抗压强度越高,脆性越大,弹塑性、断裂韧性越弱;采用抗冲击韧性水泥浆,水泥石塑性较高而脆性较小,水泥环具有一定的抗冲击性和韧性,可减小井下作业对水泥环的损坏,降低、节省修井费用,延长油气井的寿命,提高采收率.     

长庆苏里格气田欠平衡及小井眼固井技术

苏里格气田属于低压、低渗、低产、低丰度的“四低”气田,面积约20000km2,气藏资源丰富,开发难度大。根据高效低成本开发苏里格气田的要求,进行了欠平衡及小井眼钻井,为低成本开发苏里格气田做前期技术准备。针对地层特性、储层特点、井身结构、固井难点及固完井要求,依据平衡压力固井及防气侵气窜原理,采用正注返挤固井工艺技术,使用双凝防气窜水泥浆进行封固。使用该技术在苏里格气田固井7口(4口欠平衡井、3口小眼井),固井质量优质率达100%,基本解决了苏里格气田的固井难题,确保了固井质量,降低了固井成本。