水泥浆防气窜性能评价新方法

目前固井行业缺乏可结合实际情况进行水泥浆防气窜性能的评价方法,导致在单井设计中水泥浆的防气窜性能难以把握。通过规范水泥浆静胶凝强度的试验分析,提出将环空水泥浆柱视为由多段长度为30.48m的水泥浆柱组成,考察最接近气层水泥浆柱能否抵抗气侵从而延绅至井口的整个水泥浆柱的环空水泥浆防气窜性能的评价新方法。使用该方法对固井水泥浆配方进行了研究,并结合气田的现场尾管固井实例对所选水泥浆配方进行了评价。结果表明,在水泥浆的防气窜设计中仅强调控制水泥浆失水或缩短水泥浆候凝期间的过渡时间是不够的,必须提高水泥浆在候凝期间的内部结构阻力或降低水泥浆在候凝期间的渗透率,才能确保气井的固井质量。该方法可指导入井水泥浆的防气窜性能设计及评价。     

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。     

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。     

水泥浆滤失量对防气窜影响实验及设计方法研究

传统的水泥浆防窜能力评价方法,有考虑水泥浆滤失量,也有未考滤水泥浆滤失量的,针对低渗透气藏水泥浆防气窜能力评价方法问题,研究了滤失量与防气窜能力之间的关系,实验分析非渗透、胶乳及常规降滤失3类水泥浆体系。实验结果表明,不同的水泥浆体系,其滤失量大小对防气窜能力的影响不同,结合现场应用实践,研究表明,实际工程中不宜直接用滤失量的大小衡量水泥浆防气窜的能力。在此基础上,研究了固井防气窜设计方法,水泥浆体系设计时需考虑防止水泥浆失重和增大气窜阻力,浆柱结构设计时要增大缓凝水泥浆与速凝水泥浆的初凝时间差及增大缓凝水泥浆与速凝水泥浆的长度差,工艺技术措施主要是弥补环空压力下降,加压的大小可按水泥浆到水柱后的环空液柱压力与地层压力的差来计算,其加压过程选择在水泥浆候凝60min内进行。     

胶乳水泥浆的防气窜性能评价及应用

介绍了一种新型水泥浆防气窜评价方法,并采用该方法分别对胶乳水泥浆与未加胶乳水泥浆进行了防气窜性能评价,对水泥浆进行了失水量、静胶凝强度及气窜评价实验,结果表明,胶乳水泥浆具有良好的防气窜性能.将胶乳水泥浆在四川龙岗62井进行了现场应用,固井效果良好,未发生气窜,与室内气窜性能评价实验结果一致.     

大庆油田低密度低温防窜水泥浆体系

针对大庆油田低温浅层气井长封段固井中,低密度水泥浆终凝时间长,胶凝强度发展缓慢,失水大,防窜性能差,易产生环空气窜及管外冒气等现象,影响了固井质量。研究了低密度低温防窜水泥浆体系,采用复合型早强剂、聚丙烯酸酯聚合物胶乳降失水剂、可分散聚合物胶粉防窜剂,改善低密度水泥浆综合性能,在低温条件下,凝结时间缩短了50%,早期强度提高了46%,渗透率降低了50%,界面胶结强度提高了47%。现场应用18口井,固井优质率提高了11.1%,管外冒发生率降低了1.6%,低密度低温防窜水泥浆体系能够满足固井施工作业要求,提高了低温浅层长封井固井质量。      

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。     

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.     

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％。     

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.     

凝析气藏注气开发气窜量化评价方法及应用

在凝析气藏循环注气驱替过程中,受储集层非均质性影响,注入的干气容易沿高渗通道或天然裂缝突进,影响凝析气藏开发效果。研究凝析气藏注气气窜特征,建立凝析气藏注气气窜识别评价体系对改善开发效果和提高油气采收率具有重要意义。目前国内外凝析气井气窜判别方法主要有现场经验法、图版法、示踪剂法、微地震监测法等,针对凝析气藏循环注气生产过程中的气窜参数变化特征,综合利用上述方法对气窜情况进行评价,形成了凝析气藏注气气窜量化评价体系。以某凝析气藏一口实际井为例,对该井的气窜情况进行评价,结果显示该井生产状况良好,未发生气窜,与现场实际情况相符。该凝析气藏注气气窜量化评价体系为凝析气藏的开发部署、优化与气窜防治提供了理论依据。     

防气窜固井技术研究

从气窜机理、气窜预测方法、提高水泥浆防气窜性能、防气窜固井工艺技术四个方面进行研究,为固井防气窜提供理论依据,进而提升防气窜固井技术.     

水泥浆防窜能力综合评价方法

气窜是几乎所有天然气井固井都面临的难题。针对固井后早期环空气窜问题,分析了气窜发生的原因及国外水泥浆防气窜能力评价方法存在的局限性、基于早期气窜理论,结合室内固井工程试验,从水泥浆静胶凝强度过渡时间、体积收缩率、失水3个参数入手,利用模糊数学方法,建立了水泥浆防气窜能力评价数学模型,提出了一种新的评价方法,并通过评价D2—5井Ф177．8mm尾管固井水泥浆的防窜能力．验证了该评价方法具备一定的准确性。     

低密度高强度防气窜水泥浆体系的研制及应用

基于紧密堆积和颗粒级配理论,研制了一种以工业漂珠为减轻剂、以超细胶凝材料为增强剂的新型低密度、高强度防气窜水泥浆体系。该水泥浆体系已成功应用于蓬莱193油田Ⅰ期工程固井作业,实现了对浅层气的有效封固。文中阐述了所研制水泥浆体系的设计原理,介绍了现场应用情况,并讨论了应用中有待进一步完善的问题。     

富气混相驱气窜界定方法及其在阿尔及利亚某油田的应用

气窜对富气混相驱提高原油采收率有较大的影响。以阿尔及利亚某油田富气混相驱为例,介绍了较为实用的3种气窜界定方法,即气油比变化率判断法、C6+摩尔分数变化率判断法和(C3+C4+)摩尔分数变化率判断法,并通过数值模拟对气窜前后渗流场的变化规律进行了研究,加深了对气窜界定的认识。此外,对可能影响气窜界定的注气量、注气速度和注入气组分等因素进行了敏感性分析。结果表明,注气量、注气速度和注入气组分对气窜界定均无明显影响,气油比或气油比变化率能够较好地界定气窜,特征组分的摩尔分数变化率可以作为参考。     

DWA-I防窜水泥浆的研究和应用

介绍了油井水泥降失水防窜剂DWA-I的研制方法,研究了DWA-I水泥浆的低失水、微膨胀、直角稠化等性能.结果表明:在35～50 ℃内,DWA-I加量为4%时,水泥浆失水量小于50 mL;水泥石渗透率比净浆降低了90%以上;1～6 h的水泥石膨胀率达1%～1.38%;初始稠度为8 Bc,20～80 Bc过渡时间为3 min,呈直角稠化.该剂自1999年起分别在大庆、吉林油田不同区块的调整井应用了98口井.固井质量分析表明,应用DWA-I水泥浆固井,在固井施工顺利的同时,无环空窜槽现象发生,固井合格率为100%,固井优质率为87.2%.该剂能有效地控制地层油、气、水窜,满足调整井固井施工和提高固井质量的要求.     

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。     

GJ-1保护气层防气窜水泥浆体系研究

分析了低渗透气田气层对水泥浆性能的要求和水泥浆抗气窜水泥浆体系。对该水泥 本系从宏观到微观，从水泥浆性质到水泥石特性进行了试验。结果表明，GJ－1水泥外加剂调整了水泥石内部的微观结构，提高了水泥石的韧性和抗冲击性；低失水量降低了水泥浆对产层的污染性；该水泥浆体系具有塑性胶乳特性，可使水泥浆具有良好的束缚自由水和固相微粒的能力和提高界面胶结的能力，在低失水量条件下具有形成致蜜坚韧的胶膜的特性，使水泥浆在候期间具有较强的防止地层流体窜入环空的作用，降低了水泥石的弹性系数，改善了水泥石的抗冲击韧性，提高了气层的封固质量，能防止油气水容，保护油气层。     

温敏凝胶辅助多元热流体防窜机理及在渤海油田的应用

受油藏及热流体物性、开发井网、注采关系等因素影响,渤海油田在注热期间井间气窜现象较为严重,单井吞吐周期内热采效果变差,邻井产量降低,不能正常生产。为此,研究应用了温敏凝胶化学调堵技术抑制气体窜流,分析了温敏凝胶辅助多元热流体机理,通过实验确定了相关特征参数,并运用数值模拟的方法对影响温敏凝胶封堵性的主要参数进行了优化分析。现场试验结果表明,热采期间,邻井均能正常生产,未发生明显气窜现象,整体上取得了良好的应用效果,为后续海上热采井间窜流防治提供了技术支持。