抗高温水泥浆体系研究及应用

基于塔河外围区块深井、超深井对水泥浆基本性能要求,考虑高温高压对浆体性能影响,通过分析抗高温材料的作用机理,优选出适合高温水泥浆体系的外加剂,将缓凝剂、降失水剂、液硅等抗高温材料按需求配比,研究不同密度抗高温(≥120℃)水泥浆体系,测定其常规性能。该水泥浆体系流动性好、API失水量50mL/30min、防窜系数SPN值1,水泥石高温稳定性好、抗压强度高等,均满足高温高压井下施工要求。该抗高温水泥浆体系在顺北评1H、顺北7、中探1井应用效果良好,优良率高。     

韧性水泥浆在长庆储气库固井中的研究与应用

针对储气库注、采气过程中产生的交变应力作用致使水泥石完整性发生破坏、形成微裂缝的问题,对水泥石进行韧性改造研究,使其具有"低弹性模量—高强度"的特性。利用紧密堆积理论对水泥浆体系中的活性矿物掺料(增强材料、弹性材料等)进行设计,以提高水泥石的致密性及其抗射孔冲击能力;开发了增韧材料DRE-100S和乳胶粉DRT-100S两种增韧主剂,形成了一套适用于储气库固井技术的韧性水泥浆体系,并对其性能进行了评价。结果表明,当DRE-100S和DRT-100S加量分别为4%和6%时,韧性水泥石的弹性模量较普通水泥石降低30%以上,24h抗压强度大于20MPa,7d强度高于30MPa,实现了水泥石"低弹性模量—高强度"的韧性改造,综合性能良好,提高了水泥环在循环注采过程中的层间封隔能力及结构完整性。该韧性水泥浆体系在长庆储气库固井中已成功应用3口井次,固井质量优质。     

固井作业中油基钻井液对水泥浆的污染情况研究

固井作业过程中,油基钻井液会对水泥浆造成污染,从而影响固井质量。通过实验研究了油基钻井液对水泥浆流动性、稠化时间、抗压强度和孔隙率等性能的影响,分析了水泥浆被油基钻井液污染的原因和机理。实验结果表明,油基钻井液显著降低了水泥石的抗压强度和粘结强度,增加了水泥石的孔隙率和渗透率,油基钻井液的存在会导致水泥浆的塑性粘度和动切力增加。油基钻井液中的润湿剂与水泥颗粒接触后改变了Zeta电位值,从而使水泥浆颗粒可以被油基钻井液的油相润湿,从而阻碍了水泥水化产物的形成。     

增韧防窜水泥浆体系的研究与现场应用

针对近年来吐哈油田发生的由于水泥石脆裂所导致油气水窜的问题,我们自主研制了增韧防窜剂,并与室内其它外加剂进行了配伍,优选出增韧防窜水泥浆体系。该水泥浆体系性能稳定,水泥石具有良好的韧性和弹性,防窜能力强,现场施工安全性高,能够满足水平井及小间隙固井要求。该水泥浆体系在水平井鲁平X井、小间隙井柯X井进行了试验应用,取得了良好的效果。     

建筑水泥设计一次上返低密度防漏水泥浆体系室内研究

针对长庆油田吴起、定边区块一次上返固井过程中易发生漏失造成水泥返高不够或低密度水泥封固段固井质量差的问题,研究开发防漏低成本胶凝材料建筑水泥、减轻材料和低密度水泥浆体系,形成适合吴定区块一次上返固井施工要求的低密度防漏失水泥浆体系。通过大量室内试验研究,用建筑水泥与人造微珠、轻珠配制低密度水泥浆;密度1.15g/cm3的水泥石抗压强度大于6.0MPa/7d(40℃);同时研究完成改进型低温早强剂GQD-2配方;研究完成A级水泥配制低密度水泥浆配方;完成建筑水泥、A级、G级水泥配制低密度水泥浆抗压强度对比实验。实验结果表明,建筑水泥配制低密度低成本水泥石抗压强度7d大于6MPa,满足现场施工要求;改进后的低温水泥早强剂GQD-2水泥石抗压强度提高;A级油井水泥石满足低密度水泥石抗压强度的要求。     

纤维水泥浆堵漏实验研究

钻孔漏失是煤田钻探常见的复杂问题之一,而水泥浆堵漏是现场使用最多的堵漏方法之一.但在裂缝性地层、洞穴或高渗地层中容易出现水泥浆漏失的难题.将特种纤维引入常规水泥浆体系中,通过室内实验研究纤维水泥浆的堵漏性能、触变性能、流动性能和水泥石的力学性能,并分析其堵漏作用机理,介绍了其在国内外油气钻井和固井领域的应用情况.研究表明,纤维水泥浆在此类地层中具有较好的堵漏效果,在煤田钻探领域将具有良好的应用前景.     

新型固井增强材料的研究与应用

低密度水泥浆技术是解决低压易漏层固井问题的有效手段,为满足降本增效的要求,目前各大油田常用的普通低密度水泥浆体系性能也捉襟见肘,水泥石强度低的问题尤为凸显。加入常规促凝剂后常会明显缩短稠化时间,但对水泥石增强作用不明显,同时,普通低密度水泥浆体系常存在耐压能力差、稳定性差、强度低等问题。在低密度水泥浆体系中加入一种新型增强材料(ZQ-A),可使水泥浆在很大的水灰比的情况下保持极好的稳定性和高的强度,且该体系成本低,解决了成本和性能之间的矛盾,具有良好的综合性能。     

松辽盆地新型防漏水泥浆体系的研究及应用

针对吉林油田易漏地区固井时的水泥浆漏失低返问题，研制开发了新型防漏水泥浆体系。在室内对该体系常规性能即抗压强度、稠化时间、滤失量、流变性及析水率等进行了研究，并对其防漏性能进行评价，对防漏机理进行了初步的摸索，同时进行了2口易漏井的固井施工。室内研究和现场试验证明：该水泥浆体系性能优良，不但能够满足易漏地层现场固井施工的技术要求，而且具有优良的防漏堵漏效果。     

HLA低密度水泥外掺料体系研究

主要阐述了新型HLA低密度水泥外掺料室内研究情况及现场应用效果,实践表明,该外掺料体系具有密度调节宽泛、有效降低水泥浆密度、水泥石强度高、应用成本低、使用方便等特点,有效解决了低密度水泥体系应用过程中混拌困难、成本高的问题,是油田深井全封固井、易漏井固井的重要技术保障。     

延长油田西部区域水平井固井水泥浆体系优化技术

分析了目前延长油田西部区域固井现状及造成固井质量差的原因,据此提出了适合延长油田西部地区水平井固井水泥浆性能的要求,优选出了适合该地区水平井固井的水泥浆体系。该水泥浆体系具有低滤失、零自由液、高沉降稳定性、好流变性,有利于提高浆液顶替效率。形成的水泥石具有不收缩、微膨胀、早强的特点,满足水平井射孔、后期压裂改造等工程施工的要求。最终形成了一整套适合延长油田西部地区水平井固井的水泥浆体系。     

HP13Cr割缝筛管在SSP1井的应用

松辽盆地徐深气田CO_2含量比较高,CO_2对套管腐蚀较为复杂,并且腐蚀比较严重。对于高产井生产套管如何既能抗CO_2腐蚀,保证生产安全,又能满足实际生产需求至关重要。SSP1井自然产能较高,针对该井地下环境和地质特征研发应用HP13Cr割缝筛管。设计3种不同筛管缝型布置方案,根据均布载荷、对称载荷和单边载荷3种工况,分析筛管抗挤强度,得到在相同围压载荷作用下,开缝数越多筛管的刚度就越低,产生的径向位移就越大。并且根据3种方案各工况横截面弹性区厚度与筛管厚度的百分比,优选得到外表面60mm×1.2mm,内表面40.16mm×2.16mm,间隔16mm,缝条比123∶10,交错布缝的筛管缝型为最佳布置方案。     

GM-1高密度加重剂在酒东固井的研究与应用

酒泉盆地酒东营尔凹陷长沙岭构造白垩系油藏地层孔隙压力系数高,达到1.9~1.95g/cm3,固井水泥浆密度要求在2.15~2.3g/cm3之间。使用常规铁矿粉加重,铁矿粉加入比例高,减小了水泥灰的有效组分,降低了水泥石强度,影响了水泥浆的综合性能,影响固井质量。经过充分调研、论证,引入GM-1加重材料,通过对该加重剂进行试验,调配出合适的水泥浆体系。在酒东长2-24井成功应用,解决了酒东高密度水泥浆浆体性能难调难题。     

增韧防窜水泥浆体系在长庆油井水平井GPX-X井中的应用

GPX-X井是长庆油田在庄211井区部署的一口油井水平井,井深3765m,最大垂深1493.66m,水平段长达2006m,丼型为开发井,属伊陕斜坡构造,主要目的层为长6地层。从岩芯资料分析,庄211井区长6储层孔隙度平均为10.4%,渗透率平均为0.23m D,属于低孔、超低渗岩性油藏。在对低渗透油气藏资源开发过程中,为满足后期开采需要,固井水泥环应具有较高的弹性形变能力和抗冲击性能。常规固井水泥石极限应变较小、抗冲击性能差、脆性大,尤其是在进行射孔、压裂等作业产生的机械应力的作用下,会对水泥环造成破坏,难以满足低渗透油气藏固井的技术要求。针对以上问题,在本井应用了高韧性和抗冲击性的增韧防窜水泥浆体系。通过在水泥浆中加入增韧防窜材料,可有效降低水泥石的弹性模量,提高水泥石抗冲击功。与常规水泥石相比,其力学形变完整性的保持能力有较大的提高,可进一步改善油气井后期压裂、增产等措施对水泥环寿命的影响。增韧防窜水泥浆体系在本井成功应用,取得了很好的投产效果。     

纤维对水泥石常规性能影响规律的实验研究

在纤维改善水泥石韧性及水泥浆性能的基础上,对纤维影响水泥石常规性能——抗压强度、胶结强度、渗透率等进行了实验研究。研究结果表明,适当长度和掺量的纤维可以有效增加水泥的抗压强度,并能有效地降低水泥石的渗透率。其抗压强度可以提高30%,在常规添加剂水泥浆的基础上加入0.6%的膨胀剂使水泥石的抗压强度下降了41%。表明膨胀剂的加入严重影响其抗压强度,在高压油气井中应谨慎使用。     

晶格膨胀剂水泥浆体系在胜利油田的研究与应用

固井作业过程中水泥石体积的收缩是影响固井质量的主要因素之一,而对固井工程而言,体积收缩常常引起界面胶结不良、层间封隔较差、地层流体外窜;由于水泥石内微裂缝的存在引起水泥石整体性能下降;抗渗透能力、抗腐蚀能力及抗压强度下降等。为在胜利油田油气井固井施工中达到提高第一、二界面,特别是提高第二界面固井质量的要求,基于膨胀水泥浆体系的研究基础上进行了晶格膨胀剂在油井固井施工中的研究及40口井的现场应用,取得了良好的经济和技术效益。     

高密度防气窜水泥浆体系在川东北元坝气田的应用

在地层压力大、井身结构复杂的深井或气井固井,容易发生环空气窜,致使水泥石胶结强度降低,影响油气井固井质量。通过水泥浆粒度优化、缓凝剂与防气窜剂优选,配制出防气窜效果、流动性和沉降稳定性好的高密度水泥浆体系,现场应用效果良好。     

漂珠低密度水泥浆性能的影响因素分析研究

漂珠低密度水泥浆在解决低压易漏地层和低压长封固段固井中得到了广泛应用,为更好的掌握漂珠对低密度水泥浆性能的影响情况,通过室内实验研究,考查了搅拌速度对漂珠低密度水泥浆密度的影响情况,分析了不同压力条件下对不同细度的漂珠低密度水泥浆密度及其水泥浆流变性能的影响规律,研究了漂珠对低密度水泥石强度等影响规律,为漂珠低密度水泥浆的现场应用提供了借鉴作用.优选出了综合性能优良的漂珠复合低密度水泥浆体系及配方,在塔河油田进行了推广应用,取得了良好的固井效果.     

漂珠低密度水泥的研究与现场应用

详细介绍了漂珠低密度水泥浆体系性能特点,并研制了增强剂提高体系早期强度,利用填充效应理论改善水泥石渗透率、胶结强度和流变性能.现场应用证明:漂珠低密度水泥浆体系满足胜利油田固井低压漏失层、长封固段的固井要求,解决了低压漏失地区固井技术难题.     

普光气田连续油管注水泥塞施工难点及对策

普光气田建产后,部分井因盐膏层蠕动导致的套管变形,存在安全隐患,无法正常生产,另一部分井井下出水严重,气层被地层水"淹死",无法复产。这类井需要通过注水泥塞封堵射孔段,进行弃井作业或者是堵水后酸冲复产。针对井筒产层套管内下入的是复杂的采气管柱,进行注水泥塞作业时,无法施工常规油管,只能下入连续油管进行注水泥作业的情况,分析了主要面临的地层水高含硫化氢、地层亏空导致承压能力低、施工泵压高、水泥浆流变性及水泥石抗硫化氢腐蚀要求高等施工难点,通过从施工工艺、水泥浆体系等方面入手,展开了相关应用研究,形成了一套成熟的施工工艺技术。D405-3井和P105-2井的连续油管注水泥塞施工实践表明,地面施工作业成功率100%,且成功完成D405-3井的弃井作业和P105-2井的堵水作业。     

塔里木盆地古近系—白垩系微膨胀防窜盐水泥浆的应用研究

塔里木盆地古近系、白垩系地层含膏、含盐,气显示活跃,固井难度大。在总结前期微膨胀胶乳防窜水泥浆体系固井失利原因的基础上,重点考虑地层岩性特征,以提高二界面胶结质量为目的,优选出微膨胀防窜盐水水泥浆体系。该体系具有API失水量小、SPN值小、水泥石强度大的特点,经现场应用,封固井段固井质量优良,表明该体系有广泛推广的前景。