注水泥堵漏过程中水泥塞形成高度及质量控制技术研究

注水泥堵漏是裂缝性和溶洞型漏层地层堵漏施工的主要工艺技术，水泥塞的有效形成和形成的质量是保证注水泥堵漏施工成功率的关键，而水泥塞不能有效形成或形成质量差的主要问题是注水泥施工全工程中出现的混浆问题。文章在现有研究的基础上，通过对注水泥施工过程中水泥混浆问题的详细分析，归纳出影响出现水泥混浆的4个压力平衡点、对应于每一个压力平衡点的混浆机理及影响因素。在此基础上提出了具体的保证注水泥堵漏施工过程中水泥塞有效形成的控制技术和计算方法，即：设计合理的水泥塞高度和钻具下入深度；确定合理的注水泥量；解决注水泥过程中假封门现象对水泥塞形成高度的失控问题；大裂缝和孔洞型漏失层的水泥塞液面的控制技术。     

碳酸盐岩裂缝溶洞层胶质水泥堵漏技术——以川东地区蒲005-2井为例

针对川东地区蒲包山构造三叠系嘉陵江组地层压力系数低、漏失井段长、漏层和水层同时存在等复杂钻井难题,提出利用胶质水泥堵漏技术来解决上述问题的技术思路:①将水泥浆与钻井液以一定的比例混合,形成胶质水泥浆,降低水泥浆密度和凝固强度,提高堵漏成功率;②在钻井液中加入氯化钙,以调节胶质水泥浆稠化时间;③施工前做好胶质水泥浆的配方比例;④用高浓度膨润土浆为隔离液,减少地层水对堵漏浆的稀释;⑤施工中,使胶质水泥浆至少2/3进入漏层,对整个裸眼段彻底封堵;⑥用两台水泥车配合施工,通过调节水泥车排量来实现配方比例;⑦施工结束后,适当缩短候凝时间,控制水泥塞强度,避免钻水泥塞过程中钻出新井眼。将上述措施应用到蒲005-2井获得了成功,为解决川东地区浅层碳酸盐岩裂缝—溶洞型井漏问题又探索出了一条新的途径。     

川东大天8井溶洞恶性井漏的处理

大天 8井用密度为 1.0 3g/cm3 的钻井液钻至 1171.30～ 1193.5 8m井段 (飞仙关 ,灰岩 )发生井漏 ,漏速大于 10 8m3 /h(排量为 30L/s时 ,井口无返出 ) ,先后采用桥浆、水泥浆、桥浆 水泥浆复合堵漏等方法 6次堵漏无效 ,共漏失钻井液 5 30 0m3 、堵漏桥浆 187m3 、堵漏水泥 130t,损失钻井时间 31d。针对上述情况 ,利用“川东高陡构造防漏治漏工艺技术研究”项目的技术成果 ,对裸眼井段进行微电阻率扫描成像 (STAR -Ⅱ )和井周声波成像(CBIL)测井 ,弄清井下漏失通道性质后 ,采用“重晶石浆液 速凝水泥浆”堵漏 ,并通过井口补灌钻井液的方式处理成功 ,为处理溶洞恶性井漏探索了一条新的堵漏工艺途径。     

LXC-005井胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术

LXC-005井在钻井、固井过程中陆续发生井漏,主要漏层为处于断裂带的煤层和漏失压力很低的砂层,先后用复合堵漏材料配成的复合堵漏钻井液和水泥堵漏11次无效。针对砂层、煤层裂缝的严重漏失情况采用了混合法堵漏技术,先用复合堵漏钻井液堵漏架桥,然后应用复合堵漏钻井液与水泥混配而成的水泥浆即胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏。该井应用胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术堵漏2次,取得了堵漏作业成功,为下套管、固井提供了一个稳定的井眼。下套管固井过程中未发生任何复杂情况,固井质量全优。实践证明,胶质复合堵漏材料(大颗粒)水泥浆适合于孔隙大的砂层和裂缝性煤层的堵漏作业。     

特殊复杂漏层成功经验介绍

在钻井中对于渗透性的砂岩和砂泥岩漏失地层,一般可以采取改变钻井液性能,如降低钻井液密度、切力、固相含量以及ＡＰＩ失水量,或者是改变环空返速、控制钻速等方法来避免发生漏失。但是,对于特殊复杂的裂缝、溶洞性漏失地层,目前还没有一种行之有效地解决方法。文中针对ＪＦ—１２８ 井钻遇特殊复杂的裂缝、溶洞性漏层的堵漏方法和效果进行总结和探讨,得出的结论是：采取桥堵浆加水泥浆,并正确选择压井方法堵漏成功率较高。     

桥浆混水泥堵漏技术在迪那11井的应用

迪那11井位于库车坳陷东秋立塔克构造东倾末端1号构造带上，取心发现岩心顶部有2条相互平行长0．34mm，宽0．5－1．0mm的半张开垂直缝，表明库车山前构造的井漏，既有水平裂缝漏失，又有垂直裂缝漏失，影响了现场对漏失类型判断以及采取相应的措施，通过分析堵漏材料的作用机理，选出3种不同密度的钻井液进行桥浆混水泥堵漏技术，经迪那11井应用表明，对于天然裂缝，诱导裂缝，高渗透非胶结地层发生的井漏，采用桥浆混水泥的技术进行堵漏，能够有效地解决井漏问题，但是为了提高堵漏成功率，应尽量缩短配浆时间，减少堵漏剂在地面的相互作用，才能取得良好的堵漏效果，桥浆混水泥堵漏技术操作简单，成本低廉，效果明显，可随漏随堵，满足了迪那11井施工要求，为高密度钻井发生井漏提供了一种有效的堵漏方法。     

固井水泥浆与钻井液接触污染作用机理

针对固井时水泥浆和钻井液掺混易产生接触污染,造成注水泥憋泵和危及作业安全的问题,对接触污染的作用机理进行了研究。比较了掺混钻井液和钻井液处理剂前、后的水泥浆性能,利用红外光谱、X-射线衍射仪、扫描电镜对掺混前、后水泥浆的物相和微观形貌进行对比,确定钻井液和钻井液处理剂对水泥浆性能及结构的影响;利用原子吸收分光光度计测定水泥浆滤液中离子种类及含量,考察了各类金属离子对钻井液和处理剂溶液的影响。研究结果表明了接触污染作用机理:水泥浆中Ca²⁺对钻井液产生"钙侵 "造成钻井液流变性能变差;水泥水化产生的Fe³⁺、Al³⁺可与钻井液中的多种聚合物类处理剂交联形成凝胶,凝胶的形成加之处理剂对水泥颗粒的吸附架桥,造成水泥浆体多级絮凝结构的加强,导致混浆流动性急剧降低。根据作用机理,可使用抗钙先导浆、在隔离液中加入掩蔽剂等措施来解决接触污染。解决接触污染措施在ST1井、MX17井尾管固井中的应用效果良好,为保证深井注水泥安全提供了有力的技术支持。     

川渝地区塑性堵漏技术的室内研究

川渝地区因恶性井漏造成的经济损失占井漏造成的总经济损失的50%以上。针对川渝地区恶性漏失情况下水泥浆堵漏的技术难点,根据井漏发生的基本原理,提出了塑性堵漏技术,该堵漏浆通过胶结剂、减轻剂、流型调节剂、增塑剂以及调凝剂等处理剂的共同作用, 具有密度可调、 塑性蠕变、 有一定的抗压强度、 耐久等特性, 使该堵漏浆产生“失重” ,漏失驱动力趋于消失或真正消失,从根本上解决了井漏问题。室内实验表明,该塑性堵漏浆对恶性井漏具有很好的堵漏效果,室内堵漏成功率达 100%,且与钻井液有很好的相容性,具有较好的应用前景。形成了一套塑性堵漏浆现场配制的施工工艺。      

小眼井层流注水泥顶替机理分析

用宾汉流体建立了水泥浆层漉顶替钻井液的理论模型。机理分析表明，小眼井中套管偏心对层流注水泥宽窄间隙顶替速度差异影响显著，而顶替压力梯度影响较小。在层流条件下．增加水泥浆动切力和水泥浆与钻井液密度差并减小钻井液动切力，有利于使整个环空钻井液顶替。但由于套管偏心是小眼井环空的显著特征，在实际注水泥中，尽量避免采用层流顶替模式。     

阿塞拜疆Bz-1R井超高压固井技术

Bz-1R井是阿塞拜疆Karabagil油田的一口重点探井，其地层压力系数异常，钻井过程中钻井液密度最高达2．28kg／L，且钻井液安全密度窗口窄，易发生溢流或钻井液漏失，固井施工时压稳与防漏的矛盾突出，水泥浆密度的确定、水泥浆浆柱结构设计、平衡注水泥困难。该井井下地层流体活跃，容易在水泥浆候凝过程中侵入环空，影响第二界面的胶结质量而引发环空窜流，压稳防窜候凝困难，加上环空间隙小、水泥浆密度高等的影响，导致该地区固井施工难度极大。为此，研制应用了密度2．3～2．6kg／L性能稳定的超高密度水泥浆体系，采用旁通式自动灌浆浮箍解决了大尺寸套管在高压易漏井的下入问题，配合使用剪销式注水泥前隔离塞及水泥塞定位器，并采取了一系列有针对性的固井技术措施，保证了固井施工的顺利进行，使该井成为该油田第一口固井成功的超高压复杂井。     

阿31-102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8～1.4.钻井过程中在1459～1670 m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150 m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3.井漏同时也存在较严重的油水浸现象.为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的.现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36 h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求.     

长庆油田气井固井技术

长庆油田陕北安塞地区气井埋深一般为3500～4000m，底部气层活跃，上部地层撑压能力差，钻井和固井易发生满失。针对该地区的地质情况、钻井情况、固井情况，制定出了一整套气井固井工艺方案，并根据工艺要求，经过室内大量的模拟试验，研究出了6组水泥浆体系。在固井过程中采用分级注水泥工艺和3种密度、3种稠化时间的防窜、防满水泥浆体系。3口井的固井实践证明，该套固井工艺切实可行，固井水泥浆体系有利于气井固井施工，保证了固井质量．气层井段固井质量优质。     

吉林油田低密度水泥浆体系的研究与应用

吉林油田开发的新区块中,多数井井深为1500～2500 m,井下情况复杂,井漏、井塌现象时有发生、地层油气水活跃,给固井施工造成了很多困难,也严重影响了固井质量.为解决这些区块的固井技术难题,研究出并且应用了低密度水泥浆体系.本文论述了吉林油田针对各地区的不同特点,使用不同低密度水泥浆体系的情况,如在英台地区使用复合型低密度水泥浆体系,乾安地区使用降失水低密度水泥浆体系.同时配套使用冲洗液等不同的固井施工工艺,使吉林油田在固井质量方面有了较大的突破,为油田的增产创效做出了较大的贡献.     

低密高强水泥浆在陕242井的应用

在低压易漏地层钻井完井，一个普遍的问题就是容易压漏低压地层，因此低压易漏地层固井要求降低水泥浆密度，介绍了一种新研制出的能用于封固目的的层的低密高强水泥浆体系，该水泥浆体系引入了一种外掺料（PZW），使漂珠低密度水泥浆具有极好的悬浮稳定性和密性，水泥浆的抗压强度和失水量等性能均满足封固目的层对水泥浆性能的要求。性能评价结果表明，该水泥浆体系密低（1．2－1．6g/cm^3），强度高（24h抗压强度大于14MPa），失水量容易控制，体系稳定，介绍了低密高强水泥浆体系在长庆石油田陕242井欠平衡钻井中的固井作用，测井结果为合格，不合格段约10多米，其余井段声幅都很低，固井质量优。     

巴48-31井防漏堵漏水泥浆固井技术

巴48-31井是二连油田低压区块上的一口开发井,目的层段压力系数在0.3～0.4之间,钻井过程中在油层段的1225～1227 m及井深1305 m处发生2次漏失,发生井漏时钻井液密度仅为1.13 g/cm3;同时存在着油水外侵.在井温低、水泥用量小的情况下,决定采用防漏堵漏低密度水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,通过在水泥浆中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失的目的.现场应用表明,该防漏堵漏低密度水泥浆能够满足二连油田产层压力系数在0.3～0.4之间的低温易漏井固井的要求;施工顺利,未发现漏失情况;24 h后声幅测井,固井质量为优质.     

伊朗TABNAK区块的钻井与固井技术

伊朗TABNAK区块地层含泥页岩、盐水、石膏且层间压力系数变化大，钻井中常出现页岩垮塌、井漏、缩径等井下复杂情况，固井中易出现水泥浆返高不足、注替效率极低等。针对钻井及固井难题，采用先进的钻井工艺、合理的钻井介质，并结合优化钻具组合和钻头选型等钻井技术措施，成功地解决了钻进中遇到的严重井漏、缩径、井涌等复杂情况，实现了安全快速钻进。通过优化水泥浆体系，采用合理简便的固井工艺技术，成功地解决了大尺寸井眼、低压漏失井的固井难题，提高了固井质量优质率。所介绍的TABNAK区块采用的钻井和固井技术，对类似地层情况的其他区块钻井和固井工作具有一定的指导作用。     

F27A�;�ˮ���©���ͼ����о���Ӧ��

针对国内油气田复杂地层固井时的水泥浆低返及射孔和后续增产措施造成的水泥环脆裂（即二次窜流）问题，研制开发了F27A型油井水泥防漏增韧剂，并对其防漏性能、水泥石的各种力学性能（抗折强度、抗冲击功和弹性模量）及水泥浆体系的工程性能进行了研究。此外，还进行了聚能射孔模拟试验、1口井注水泥塞堵漏试验和5口易漏井的固井施工。室内研究和现场试验证明：F27A油井水泥防漏增韧剂具有优异的防漏堵漏、增韧和抗冲击作用，其综合工程性能也满足易漏地层固井施工的技术要求。     

吉林油田双坨子地区气井固井技术

针对吉林油田双坨子地区上部地层低压易漏、气层多、分布井段长、气水层间互易造成固井漏失和层间互窜的技术难题,进行了气井固井对策分析。根据防气窜水泥浆体系应满足的条件,对防窜水泥浆外加剂进行了选择,筛选出了具有良好防窜性能的G302水泥浆体系,对防窜水泥浆体系性能进行了评价,形成了以采用G302防窜水泥浆为主,配合采用双凝水泥和"三压稳"为辅的综合防窜技术,提出了以JSS-1冲洗液配合NCH-2隔离液为主的适合低压易漏条件下提高顶替效率的技术措施。2005年在双坨子地区应用该技术进行了4口井现场施工,固井质量全部优质,解决了该地区多层系、长封固段条件下气井固井难题,形成了一套指导该地区气井固井的综合配套技术,并为解决类似的气井固井问题探索出了一条有效的技术途径。