海上增韧防窜固井水泥浆体系研究及应用

针对海上高压低孔渗油气田固井注水泥候凝时气窜、储层压裂后水泥环破裂等问题,经数值模拟分析压裂作业所需水泥石的性能参数,通过加入胶乳、纤维和膨胀剂等材料,降低弹性模量,增加抗拉强度,达到防收缩防产生间隙的目的,研制了海上增韧防窜固井水泥浆体系。室内评价结果表明,该水泥浆体系的密度为1.65~1.85 g/cm3,API失水量小于50 m L;稠化时间在3~6 h可调;游离液为0,具有良好的施工性能,满足作业要求。水泥石24 h抗压强度大于14 MPa;杨氏模量为3~5 GPa;泊松比为0.13~0.20,满足了压裂对水泥石韧性的要求。该体系弹性模量较常规水泥石降低了约50%,抗拉强度提高了10%左右,增韧防窜性能优良。该体系在东海多口井现场应用,固井质量优良,满足了防气窜和压裂作业的需要。     

固井防窜剂的优选试验研究

针对固井过程中经常发生的环空气窜问题，在分析其机理的基础上，对胜利油田及周边地区常用的5种防窜剂的性能进行了试验评价。结果表明：防窜剂DZP2和PZ-2具有较强的抗侵蚀能力，且为微膨胀类型；DZP-2可以提高水泥石抗折强度，PZ-2可以较大幅度地提高水泥石抗压强度；DZP-2和PZ-2具有很好的防窜性能，SPN值都小于3；在试验条件下，DZP-2和PZ-2的最佳加量分别为1．5％～2．0％和1．25％～1．50％。     

新型防窜水泥浆体系的研究与应用

根据大庆油田钻井研究所提出的防气窜机理与控制方法,研制开发了FSAM非渗透防窜体系。FSAM防窜体系由非渗透降失水剂FSAM,助剂FSAM-L、分散缓凝剂FSAM-R和早强剂组成,室内试验表明,该体系具有低失水量（小于50mL),高早期强度（6h强度超过3.5MPa,8h强度达到10MPa)、良好的流变性与短稠化过渡时间（48Pa到240Pa的过渡时间在20min以内）等特点。不仅适用于常规密度水泥浆体系,也适用于低密度水泥浆体系,在镇原,泾川地区防渗漏,防水窜固井,川西马井构造防气窜固井和南阳油田防水窜固井的现场应用表明,FSAM非渗透水泥浆体系对不同类型的油气层和水层都有较强的防窜能力,能有效地改善气、水层的胶结质量,固井质量优质率在90%以上。     

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％。     

新的固井防窜理论及措施

环空窜流是固井质量的难点,它损害储层,影响产能。介绍了一种新的防窜理论——微裂缝-微环隙理论。该理论对窜流的形成原因和过程进行了分析,指出窜流的发生主要取决于P_环与P_阻叠加之和与P_地的大小,如P_环与P_阻之和大于P_地就不会发生窜流。提出消除微裂缝-微环隙的防窜措施,是在固井水泥浆中添加海绵铁及合成橡胶粉。     

胶乳水泥浆防窜性能研究与应用

1958年美国率先将胶乳作为外掺料加入水泥,形成胶乳水泥,并将其用于油田固井。近几年,国内各油田、科研院所、高等院校对胶乳水泥浆的研究取得了较大的进展。新疆油田已多次采用进口胶乳配制胶乳水泥,解决南缘及玛纳斯气田固井的防气窜问题。本文介绍了国产胶乳水泥浆的调配及配套外加剂的研制情况,分析评价了胶乳水泥浆的防气窜性能,以及胶乳水泥在新疆玛纳斯气田2口天然气井固井的现场试验情况。     

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％。     

联合使用SEP膨胀剂和KQ防气窜剂提高固井质量

深井、超深井固井作业中,水泥浆失重和徽环隙的出现严重影响固井质量。联合使用SEP油井水泥膨胀剂和KQ防气窜剂,配制出用于深井、超深井及开发井的水泥浆体系。现场应用表明,加有这两种外加剂的低滤失量膨胀防窜水泥浆体系流变性能好、水泥石抗压强度高,固井质量优良。SEP膨胀剂和KQ防气窜剂均为惰性外加剂,与其它外加剂有良好的配伍性。     

微膨增韧胶乳防气窜水泥浆的实验研究

针对庆深气田深井气井防气窜固井的需求,在胶乳水泥浆基础上,通过加入纤维和膨胀剂研制出了微膨增韧胶乳防气窜水泥浆.用冲击功实验和水泥浆膨胀仪对纤维和膨胀剂的适宜加量进行了优选.性能评价结果表明,加入0.5%纤维和1.5%～2.0%膨胀剂,对水泥浆的流动度、游离液、失水无影响,但提高了水泥石抗压强度;该水泥浆具有理想的直角稠化曲线,有利于防止气窜的发生,而且稠化时间可调.该水泥浆在庆深气田4口深井气井中进行了试验应用,4口井均没有发生气窜且固井质量好,表明,该水泥浆能够满足深井气井固井施工的要求.     

G60S防窜剂在板深78-1井长封固段固井中的应用

大港油田板深78-1井是一口定向深探井,完钻井深4560m,套管下深4554.04m,井底静止温度为142℃,循环温度为115℃。固井水泥采用嘉华G级加35％硅粉,外加剂用G60S防窜剂和H88高温缓凝剂,固井采用双胶塞,固井时水泥浆平均密度为1.83g/cm~3。经CBL测井结果表明,水泥浆从井底返至井深2293m,封固段长2261m,全井封固优质段累计达1693m,优质率达74.9％。固井效果良好。     

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％。     

超细防气窜水泥浆在华北油田潜山井的应用

华北油田冀中探区潜山油气藏井底温度高达170℃,注水泥作业难度大,部分天然气井或含气油井由于水泥与地层界面胶结质量较差,发生层间互窜现象,造成能源流失和油气井产量下降。超细防气窜水泥浆体系具有防气窜、低密度、低失水、抗水泥石高温强度退化等优点,适用于超深油气井注水泥作业。在现场应用中,该体系成功地完成了多次固井注水泥作业和打塞注水泥作业,解决了超深天然气井固井技术难题。     

提高油水层固井质量的防窜水泥浆

在长庆马岭油田南区和华池油田华字号井区,调整井高压层固井后的水窜问题十分突出。锁水抗窜剂由速凝、膨胀、抗渗、减阻等外加剂复配或由化学药品复配而成。对锁水抗窜水泥浆进行了配方优选和性能评价。结果表明,锁水抗窜水泥浆体系具有胶凝强度发展迅速、临界时间短、体积微膨胀、早期强度和界面胶结强度高的特点;该水泥浆体系密度高,使水泥浆柱压力增大、压稳系数提高,能防止固井后发生水窜。     

新型防气窜水泥浆在埕岛油田CB306-1井中的应用

CB306区块在3200～3300 m井段有异常高压气层,当量密度高达1.38 g/cm3左右,固井时该井段水泥胶结较差,气窜现象严重,固井质量不合格.CB306-1井是该区块的第一口开发井,为了有效地防止气窜,提高固井质量,该井固井时采用新型防气窜水泥浆.该体系由SF-1氮气膨胀剂、降失水剂和减阻剂等多种水泥外加剂混拌而成.SF-1氮气膨胀剂呈浅黄色粉末状,易溶于水,适于水湿混或与水泥干混.在埕岛油田CB306-1井的应用表明,新型防气窜水泥浆性能稳定,膨胀量达到23%,加强了水泥和地层的胶结,并能有效地防止水泥浆失重时高压地层气体的侵入,提高了固井质量;该体系在常压下有较高的抗压强度,对水泥石后期强度影响较小;可以湿混或干混,易于海上固井施工.     

KSK油田胶乳防窜水泥浆体系的研究与应用

针对KSK油田固井中的油气水窜问题,开展了LX600胶乳防窜水泥浆体系研究工作,并进行了室内实验评价,认为水泥浆体系具有抗高温、低失水、沉降稳定性好、过渡时间短、直角稠化和防气窜等综合性能。LX600胶乳水泥浆体系在KSK油田应用了55口井,应用效果进一步表明,该水泥浆体系能够有效提高双界面胶结质量,解决固井中的油气水窜问题。     

国内外防气窜固井技术

分析了固井后环空气窜的原因、途径及其危害，阐述了国内外固井环空气窜预测、水泥浆防气窜性能评价和室内模拟实验方法，综述了近几年来国内外防气窗水泥浆体系和工艺技术，提出了今后防气窗固井技术研究的建议。     

DSK锁水抗窜剂解决了大庆龙虎泡油田固井质量问题

大庆龙虎泡油田的主力油层,溶解气油比很高(37.5—86.6m~3/t),固井水泥浆胶凝强度不能阻挡这样高的溶解气侵入水泥环,造成封固质量问题。通过分析大庆龙虎泡油田高台子油层的地质特点,采用了DSK锁水抗窜剂。加入DSK锁水抗窜剂的水泥具有速凝、早强特性,能在固井注水泥完成后的10—20 min内,达到阻止气窜的胶凝强度,解决了大庆龙虎泡油田固井质量问题。     

塔河油田桥古区块防气窜固井技术

桥古区块卡普沙良群、库姆格列木群地层稳定性差,易发生井壁垮塌掉块、缩径、卡钻等井下复杂情况,尾管封固段气层活跃,防气窜难度大。分析总结前期固井情况,考虑地层岩性特征,优选出微膨胀防气窜盐水水泥浆体系,具有API失水小于50 mL、SPN值小于3、24 h水泥石强度大于14 MPa的特点;结合应用新型分段气窜预测模型,考虑领、尾浆胶凝失重、水泥浆失水、井口加压等因素对气层压稳的影响,较真实地预测气层压稳状况,并对固井施工工艺和参数进行了优化和改进。现场应用2口井均取得了良好效果,封固段综合评定优质,满足了桥古区块固井作业要求。     

氮气膨胀水泥浆防窜固井技术的研究与应用

固井后的环空窜流会严重影响产能评价、注水效果和油气井产量。对防窜机理进行了探讨。研制开发出了氮气膨胀水泥浆体系，在该水泥浆体系中，氮气膨胀剂由含氮有机物、稳定剂和惰性材料组成，注入井下后，在一定的温度和水泥浆的碱性条件下开始发气。由于稳定剂的作用，氮气形成微小气泡并稳定地存在水泥浆中，形成气体膨胀水泥浆体系。室内评价氮气膨胀荆的常规性能结果表明，氮气膨胀剂的膨胀性能好，与其它水泥添加剂配伍性好，对水泥石抗压强度没有影响。氮气膨胀水泥浆在华北油田、长庆气田和冀东油田等15口井进行了应用，防窜效果明显。     

Y油田防腐防窜水泥浆体系的研究与应用

Y油田F储层是主产层,含有H2S及CO2酸性腐蚀气体。针对该地层存在水泥石腐蚀的问题,开展了H2S、CO2腐蚀水泥石机理研究,优选了防腐防窜水泥浆体系,并进行了综合性能评价。该水泥浆体系在Y油田应用取得了良好的固井效果,满足了F产层开发的要求。