自修复固井前置液自修复机理

将水灰比为0.44的油井水泥净浆灌入钢管中养护,然后切片并造缝,制作成钢管切片样品,放入清水和固井自修复前置液中浸泡养护,通过测试抗窜强度和对比分析样品微观结构与水化产物组成特征,研究固井自修复前置液的自修复机理。运用X-射线衍射仪对样品的物相组成进行分析,利用热重(TG/TGA)方法测定样品中Ca(OH)2含量,采用压汞仪对样品的孔结构变化进行分析,最后利用环境扫描显微镜对样品的微观形貌进行观测,并对测试样品的微区进行X射线能谱定性、定量分析。研究结果表明,GSN自修复前置液和NMFSJ自修复前置液能够渗透到样品的微裂缝中,与裂缝附近的氢氧化钙和未水化产物发生水化反应,形成硅酸钙结晶或水化硅酸钙凝胶和碱式碳酸钙等水化产物,自动修复样品的微裂缝;NMFSJ自修复前置液还能够渗透到样品固化体本体的孔隙中,激活水化反应;另外其有一部分组分不参与直接生成结晶体,而是催化水泥环中未水化的水泥颗粒水化。     

固井自修复水泥性能评价方法研究

作为一种智能水泥基材料,固井自修复水泥自修复性能的评价大多参考建筑业自愈合混凝土的评价方法,结合油井水泥试验方法执行。通过文献调研和研究,分析了自愈合混凝土和固井自修复水泥的差异,设计了一套新的评价方法,并对该方法的完善进行了展望。     

页岩气高密度固井前置液实验研究及优化

在页岩气固井作业中,通常会采用前置液来解决由于水泥浆与钻井液不相容引起的浆体稳定性差、地层漏失及固井质量差等问题,但是由于前置液加重剂颗粒级配不合理和清洗井壁效果不理想,会导致井内混浆多,水泥与井壁胶结质量差,进而影响前置液防漏堵漏效果和水泥石的强度。因此,室内研究了一种清洗型隔离液（C21L）,对高密度加重C21L与水泥浆、泥浆之间的配伍性研究,抗高温性等性能进行了评价。实验结果显示,C21L具有良好的抗温性,在水泥浆和泥浆中加入该前置液有效改善了混浆的流动性,且清洗效果好,为页岩气高密度固井作业奠定了技术基础。     

固井前置液室内评价方法探讨

针对缺乏统一的前置液评价方法的问题,通过调研分析和室内实验研究,将现阶段常用方法分为提高顶替效率和促进界面胶结2大类,并对每种方法的特点及适应性进行了分析。讨论了六速旋转黏度计模拟实验和润湿角测试实验的合理性,提出了相应的量化评价指标。结果表明,实验数据具有很好的重复性及对比性,可以用于前置液体系开发及室内评价。     

生物驱油剂用于固井前置液的研究与应用

生物驱油剂应用于固井前置液是较为新颖的技术。对其所配制的冲洗液及隔离液的降低表面张力、腐蚀性、pH值、密度、悬浮性等物化性能,以及与胜利油田现场应用的各类钻井液、固井水泥浆的相容性进行了研究,得到了一种对钻井液冲洗及顶替性能优良的新型生物固井前置液。固井现场应用证明,其冲洗、顶替、置换性能良好,固并双界面胶结质量明显改善,从而大幅度地提高了固井质量。     

提高第二界面固井质量的钻井液与前置液研究

针对提高第二界面固井质量的问题．研究出了多功能钻井液和SF-1冲洗前置液。对这两种体系的性能评价表明：加入矿渣后多功能钻井液的滤失量大大降低．泥饼的胶结强度提高，从而降低了钻井液对地层的损害；加有活性组分的SF-1前置液具有较强的稀释钻井液、降低粘度和切力的作用，提高了钻井液和水泥浆的相容性。现场应用表明．多功能钻井液须与MTC固井液配合使用．才具有提高第二界面固井质量的效果；SF-1前置液改善了水泥环与套管和水泥环与井壁的胶结环境．增强胶结力，提高了水泥浆的顶替效率．有效地提高了固井质量。密度介于钻井液与水泥浆之间的加重前置液在现场使用效果良好．固井质量优质，钻井液与水泥浆界面清晰。     

一种新型抗污染固井前置液体系研究及应用

固井过程中水泥浆受到污染易导致流动性急剧变差,甚至失去可泵性,影响固井施工安全和固井质量,常规固井前置液体系无法彻底解决水泥浆污染问题.基于表面活性剂化学特性及复合材料的协同增效原理,室内研发了一种新型抗污染固井前置液体系,其密度在1～2.20 g/cm3范围内任意可调,具备冲洗液和隔离液的双功能,并且与水泥浆和钻井液...     

油基钻井液固井前置液技术研究进展

国内外对适用于油基钻井液的前置液技术进行了大量研究,主要集中于前置液评价方法和前置液体系材料的研发;目前研究所存在的不足突出表现在前置液评价方法不完善、清洗效率低、前置液用处理剂选材机理研究偏少等。针对上述不足,分析提出前置液技术的发展方向包括建立模拟井下条件并实时观察冲洗过程的评价方法、建立前置液用表面活性剂选材方法、开发与油基钻井液和水泥浆相容性良好的前置液体系等,以促进适用于油基钻井液的固井前置液技术进步,为提高复杂深井及页岩气井的固井质量提供技术支持。     

表面活性剂型可加重固井前置液作用机理及应用

表面活性剂型可加重固井前置液是摈弃常规固井前置液中使用的无机和有机聚合物类悬浮剂,直接利用表面活性剂通过形成胶束进行增稠,使其溶液具有一定的黏度和切力,从而达到悬浮固相颗粒的目的。对该前置液的悬浮机理进行了详细的阐述,该表面活性剂型可加重固井前置液体系,适应密度范围宽、悬浮稳定性能好,最高抗温可达150℃,具有良好的流动性能,流变性能可调,与钻井液和水泥浆具有良好的相容性;可针对不同工况,改变前置液的流变性能,使体系保持较低的黏度,实现紊流或塞流顶替,最大程度地提高冲洗顶替效果;能够改善环空界面的胶结环境,兼具有隔离作用。对应用该前置液的2口具有代表性的大位移水平井及特殊工艺井进行介绍,经现场验证,该体系可依据实际井况进行流变性能调节,实现最佳的顶替流态,冲洗顶替效果好,且具有良好的抗高温沉降稳定性能,有助于固井质量的提高和确保固井施工的安全性。      

功能性固井工作液研究进展

随着油气勘探开发工作的逐步深入以及向深层、复杂地层、非常规储层、海洋等领域的拓展,油气井固井难度显著增加,对固井后水泥环长期密封性能要求越来越高,固井工作液体系的研发及应用面临新的挑战。从长封固段大温差水泥浆体系、韧性水泥浆体系、防腐蚀水泥浆体系、稠油热采井固井水泥浆体系、自修复（自愈合）水泥浆体系、深水固井水泥浆体系及功能性前置液体系,总结了近年来固井工作液体系的技术进展。根据复杂井固井作业面临的挑战,从固井新材料及功能性水泥浆体系两方面提出了今后的攻关方向。      

新型固井前置液HQ─1的应用

HQ─1前置液可与水混配成冲洗液,也可与加重材料配成隔离液,应用于油层套管固井144井次,合格率100%,优质率82.6%,比应用前提高了6.6个百分点。实践表明:由HQ─1配制的冲洗液对钻井液无增稠现象,在低速下可达紊流,能很好地冲洗管壁与井壁。配制的隔离液对水泥浆无不良影响,可起到隔离、驱替钻井液的作用,从而提高了顶替效率,提高了固井质量,具有很好的应用前景。     

新型固井前置液HQ─1的应用

HQ─1前置液可与水混配成冲洗液，也可与加重材料配成隔离液，应用于油层套管固井144井次，合格率100％，优质率82．6％，比应用前提高了6．6个百分点。实践表明：由HQ─1配制的冲洗液对钻井液无增稠现象，在低速下可达紊流，能很好地冲洗管壁与井壁。配制的隔离液对水泥浆无不良影响，可起到隔离、驱替钻井液的作用，从而提高了顶替效率，提高了固井质量，具有很好的应用前景。     

基于油基钻井液下固井前置液的研究及应用

随着勘探开发的需要,油基钻井液钻井逐步增多,但钻井后井壁存在含油泥饼、套管壁上黏附有油基钻井液,影响固井质量。开发了适合油基钻井液的清油冲洗剂QY-1和清油隔离液GLY-1。QY-1可有效清洗油膜,冲洗率达95%以上。清油隔离液GLY-1密度在1.00~2.20 g/cm3之间可调,悬浮稳定性好,具有良好的抑制能力,与油基钻井液、水泥浆配伍性良好。形成了高密度前置液的多级配制工艺,保证了现场前置液性能与室内实验一致。同时建立了四级冲洗顶替工艺技术,提高了顶替效率,进一步提高固井胶结质量。现场应用5口井,固井质量优良。     

多功能完井液和高密度矿渣固井液技术研究

针对泥饼对固井质量的影响和调整更新井固井的技术难点,结合泥浆转化水泥浆技术,配制了多功能完井液,配合高密度矿渣固井液代替纯水泥在调整更新井封固油层,多功能完井液形成的泥饼厚度在小于1.5 mm时能完全固化,可提高第一、二界面的胶结质量,多功能完井液和矿渣固井液相容性好,能提高顶替效率,有效地防止窜槽,经长庆马岭地区中78-5井和南174-5井现场应用结果表明,两口井固井质量均为优质井,而且能大幅度降低固井成本,但高密度矿渣固井液在施工中平均密度低于设计密度,还有待于进一步完善。     

矿渣对固井液性能的影响研究

为了研究矿渣对固井液性能的影响,通过对国内外主要的有关的矿渣固井技术的文献进行调研,对高炉水淬矿渣结构特、性能及其水化机理、影响矿渣固井液的固化因素和矿渣固化体性能和高温性能及其力学性能进行研究,用高炉水淬矿渣和油井水泥浆配制了一系列固井液并在不同水灰比下对其性能进行了实验研究。试验结果表明在0.44水灰比时,矿渣加量为30%时油井水泥的抗温性能最好。试模抗压强度也变好。在0.60水灰比时,矿渣加量达到30%时,试模抗压强度最高,固井液的表观粘度、塑性粘度、动切力也相应的有所提高,可增强固井液的稳定性。在0.80水灰比时,矿渣加入量为20%时,试模抗压强度最高,表观粘度不变,塑性粘度和动切力变化较小,可以提高固井质量。     

固井前钻井液性能调整及前置液紊流低返速顶替固井技术

结合油田现场施工作业,为提高顶替效率,提出了固井前钻井液性能地面调整及前置液紊流低返速顶替固井技术.在保证钻井液形成薄而韧的致密泥饼的基础上,固井前对其流变性能进行调整,降低钻井液动切力、塑性粘度、静切力,可降低流动摩阻压力,防止顶替过程中泵压过高压漏薄弱地层,并能有效除去大块钻屑,预防电测遇阻.在顶替钻井液时,采用前置液紊流冲洗、水泥浆低返速顶替固井技术,可以保证流动剖面层层推进,即控制钻井液的动塑比＜前置液的动塑比＜水泥浆的动塑比,前置液的环空压耗＜领浆的环空压耗＜尾浆的环空压耗,前置液的雷诺数＞领浆的雷诺数＞尾浆的雷诺数.两项措施结合可有效提高冲洗效率与顶替效率,改善第二界面胶结质量,提高固井质量.     

钻井液转化为固井液固井的研究及现场应用

本文着重介绍ＭＴＣ的固化原理，室内实验结果评价，现场施工配注工艺及应用效果。     

塔中碎屑岩井自愈合水泥浆固井技术

塔里木油田塔中区块碎屑岩地层结构复杂、成岩性差、韧性小、脆性高,钻井施工过程中井壁易垮塌、剥落,导致形成“大肚子”、“糖葫芦”等不规则井眼;生产套管固井存在二叠系承压能力较低、易漏,地层油水同层、砂泥互层、砂层薄含油层多、油层水层相隔很近,油水互窜,难压稳,固井质量要求高等难点。针对这些难点,通过水泥浆气窜机理研究,采用硅粉、减轻增强材料BCE-610S、中温缓凝剂BXR-200L、减阻剂BCD-210L、自愈合剂BCY-200S、防窜降失水剂BCG-200L,研究出了密度为1.35 g/cm3的领浆与密度1.88 g/cm3的尾浆。该水泥浆体系具有稳定性好、流动性好、零析水,失水量低（小于50 mL）、弹性模量接近于7 GPa,抗压强度高,防窜能力强等特点。同时优化水泥浆柱结构实现平衡压力固井,应用固井软件模拟提高顶替效率,形成了一套适合塔中碎屑岩井固井的自愈合水泥浆固井技术。塔中4口井固井结果显示,4口井全井封固质量合格,主力油气层段封固优质,有效解决了塔里木碎屑岩固井施工难题。      

自愈合水泥在长庆气井小间隙长水平井固井中的应用

针对苏里格气田长水平段Ф114.3 mm生产套管小间隙固井技术难点和开发要求,进行了提高固井质量的技术对策分析。通过水泥环完整性分析,优化弹性自愈合水泥浆体系,水泥浆体系稳定(密度差0.02 g/cm~3)、失水量低(小于30 m L),水泥石具有较高的韧性(弹性模量5.1 GPa,泊松比0.19)和自愈合功能。结合配套工艺技术和顶替模拟优化,水泥浆体系现场应用3口井,固井质量良好,满足后期多级压裂改造的需要,保持水泥环完整性,为气田开发提供关键配套技术。     

MTC固井液的研究应用

本文依据矿渣的水化行为，通过大量室内试验，优选了矿渣，外加剂和配方，且研究了吉林油田索深１井钻井液转变成ＭＴＣ固井液的配方及其特性，设计了与之匹配的现场固井应用工艺技术，在索深１井技术套管固井施工事取得成功。