水渗流模拟装置的研制

大庆油田由于长期注水开发，地层中流体的渗流严重地影响固井一、二界面的胶结质量。文中通过对大庆油田的现场调研，确定了高含水后期尼环胶结质量的主要参数，并研制成功了水渗流模拟装置，该装置通过建立井下水泥不微单元实现了对地层的渗透率、孔隙压力、井下温度和地怪中水 流状态模拟模拟地层中水的渗流对水泥环的冲刷、且具有没渗透率岩心，并采用ＣＢＬ测井，与现场检测固井质量结果一致，该装置的研制成功，为进一步研究压     

水渗流模拟装置的研制

大庆油田由于长期注水开发，地层中流体的渗流严重地影响固井一、二界面的胶结质重。文中通过对大庆油田的现场调研，确定了高含水后期影响水泥环胶结质量的主要参数，并研制成功了水渗流模拟装置。该装置通过建立并下水泥环微单元实现了对地层的渗透率、孔隙压力、井下温度和地层中水的渗流状态模拟，模拟地层中水的渗流对水泥环的冲刷、侵蚀等。且具有不同渗透率岩心。并采用CBL测井，与现场检测固并质量结果一致。该装置的研制成功，为进一步研究压差和水渗流对固并质量的影响提供了依据。     

提高王南沟区块固井质量技术研究

王南沟区块是安塞油田近几年勘探开发的重点。针对该区块目的层含油水层、底水油藏、原油伴生气和地层压力不平衡而严重影响封固段固井质量的问题,研制成功了GJR早强、降失水水泥浆体系,突出早强、微膨胀和触变性,适当放宽降失水控制。已固井300口,固井一次合格率100%,优质率90.6%。     

长庆油田套管开窗侧钻井小井眼窄间隙固井技术

长庆油田因治理水淹长停井为主要目的的套管开窗侧钻井,由于地层出水情况严重,给钻完井作业带来极大挑战,尤其是后续需要对储层进行压裂改造,对固井质量提出更高要求,因此,固井作业成为侧钻井在长庆油田推广应用的技术关键。通过封隔式尾管悬挂器、粘结式套管扶正器、韧性水泥浆体系等一系列固井技术的研究攻关与探索,总结出了一套适合长庆油田的开窗侧钻小井眼窄间隙固井技术,现场经过多口井的应用,固井质量满足完井及试采要求,为后续压裂改造和注水区含水、气油层长期安全开发提供了良好的井筒条件。     

长庆油田老井侧钻井固井技术研究与应用

针对长庆油田老井侧钻井水泥封固质量差的问题,进行了老井侧钻井固井技术研究。总结和分析了调整更新井及侧钻井固井的特点和难点,在室内试验研究了防窜(油层)二凝水泥浆体系,试验了高效冲洗隔离液,提高了1、2界面的水泥胶结质量,采用了紊流+塞流的水泥浆顶替技术和平衡压力的侧钻井固井技术。现场固井46口,固井一次合格率100%,油层段优质率大于90%。侧钻井固井技术及其水泥浆体系的研制开发为长庆多级压力层系、低压易漏失、油气(伴生气)水活跃及长裸眼复杂井固井提供了理论依据和技术支撑,提高了固井质量,降低了固井成本。     

自愈合水泥在塔里木油田碎屑岩固井中的应用

塔里木LN油田、ST油田碎屑岩井储层多为中孔、中渗储层,水层多而薄、底水活跃,对层间封固质量要求高,固井过程中易发生油气水窜,水泥环易出现微间隙,后期开采含水率高。自愈合水泥具有自修复功能,并兼具一定的微膨胀效果,能有效防止窜流,改善界面胶结。针对碎屑岩固井难点,结合自愈合水泥特点,研究出一套适用于该区块的自愈合水泥浆体系。该水泥浆体系具有流动性好、抗压强度高、静胶凝过渡时间短等良好的工程性能。室内实验和4口井的现场成功应用表明:自愈合水泥浆体系能满足该区块碎屑岩井的固井施工作业,提高固井质量,储层段固井优质率达到70以上,2口实验井采油含水率0,为后续老油田稳产增效提供有力保障。     

胜利油区边缘区块同井井下采水注水工艺

边缘区块距离主力油田较远,随着地层压力的下降以及含水的增加,其产能也越来越低。为提高此类区块的开发效果,开发了同井采水注水工艺技术。该技术利用浅层水为水源、电泵为注水动力设备,不用地面设备就可以把水直接注入到目的层,有效地解决了边缘区块能量补充难的问题。该工艺技术注水压力高,注水量大,能够直接获取注水层的注水压力和间接获取注水量资料。同井采水注水工艺的研制成功和推广应用,为边缘区块的经济、高速开发提供了一套可靠的能量补充技术。     

综合治理不正常出水井

随着孤岛油田中二北馆 5单元的不断开发 ,目前该单元综合含水已达 87 3% ,一直以来 ,认为其高含水主要受外部边水、底水及内部注入水影响 ,但随着高含水热采井井数的逐年上升 ,发现有一部分井处于上述水侵区外 ,但含水较高或因生产中出水而停产 ,我们称这部分井为不正常出水井。通过分析 ,将该单元水侵区外的出水油井归纳为三个原因 :①工程上固井和射孔质量差 ,造成套管损坏 ,使浅层水层和油层串通导致的出水井 ;②热采井区内的水井灰封不严 ,导致局部热采井出水 ;③注汽压力过大 ,串槽导致的生产井出水。这些不正常出水井大部分采出程度低…     

塔里木盆地克依构造带固研究与实践

塔里木盆地克依构造带的高压油气层、高压水层、盐水层、盐膏层、盐岩层以及复合盐层等给固井施工造成很大的困难。通过地高密度水泥浆、高密度隔离液及固井工艺的研究,选出了适合于含盐地层和不含盐地层的2个温度范围下2种密度的水泥浆配方,高密度隔离液的加重方法,现场施工中的平衡压力固井工艺、配浆工艺、替浆工艺、候凝及井控措施、防卡措施。经现场20多口井应用表明,这2种高密度水泥浆体系及固井工艺技术解决了地层压力高、地层蠕变性强、封固井段温差大、地层岩性多变、同时封固油气水及盐膏层等问题。固井合格率为100％,其中在克拉苏区块的井,完井测试均获高产天然气,气水层封隔效果良好。     

长庆油田超前注水区块固井技术难点分析及配套工艺技术研究

为了提高油藏采收率,长庆油田采用超前注水开发超低渗油藏,通过多年的注水开采,形成地下高压
层与低压层共存的多压力体系,层间压差大,地下流体活跃,固井施工存在水泥顶替到位及候凝期间出现稀释及窜
槽,多套压力层系一次上返固井防漏压稳难度大以及固完井后井口出水等技术难题,通过超前注水对固井质量影
响研究、不渗透水泥浆体系配方研究及水泥浆浆柱结构设计,形成了解决长庆油田超前注水区块固井技术难题的
配套固井技术,同时对其它油田超前注水区块固井施工有很好的借鉴意义。     

动态复杂压力下的水泥浆体系及性能评价

为了提高渤海油田动态复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间周边注水井不停注的要求,针对压力体系紊乱复杂、储层段固井质量差、层间封隔不良等固井难题,利用自主设计研发的抗动态水分散性能评价装置、界面胶结防窜性能测试装置和塑性体体积测试装置,形成了适用于动态复杂压力下的水泥浆防窜性能综合评价方法。通过抗动态水分散剂、膨胀剂、增韧剂以及缓凝剂等外加剂材料的评价与优选,开发出一套适用于渤海油田动态压力体系固井的新型防窜水泥浆体系,该水泥浆较目标区块原始体系抗压强度提高18.6%、胶结强度提高28.7%、抗水窜压力提高60.8%。在蓬莱油田完成了4口井的现场应用,固井质量较邻井提高22.3%～37.5%。应用表明,新型防窜水泥浆体系具有优良的防窜性能,可大幅提高复杂压力体系下的调整井固井质量,满足注水泥期间注水井不停注的要求,推广应用前景广阔。      

1.15 g/cm3超低密度水泥浆的研究与应用

针对鄂北工区低压、易漏失地层的固井难题,中原固井公司通过研发轻质水泥,优选高强空心玻璃微珠减轻材料,与超细微硅进行级配,建立三级级配模型,确立了超低密度设计构架。选用AMPS类降失水剂、低密度增强剂、早强剂、缓凝剂等外加剂优化浆体性能,研究出一套高强度超低密度水泥浆配方,该水泥浆适用温度为60~120℃,密度为1.15 g/cm3,失水量为40~42 mL,游离液量不大于1.0%,稳定性密度差为0,300 min内稠化时间可调,呈直角稠化;常压40℃下72 h水泥石抗压强度为12.1 MPa,满足现场施工需求。开展混拌工艺研究,建立了分级混拌工艺,混拌大样与小样水泥浆性能符合率达到了98%,保证了水泥浆性能的稳定。通过在鄂北大牛地区块D12-P42、D17-2及DK13-FP1井等3口井的应用,固井过程中没有发生漏失,固井质量合格率为100%,实现了井筒的完整性,为低压易漏地层固井提供了技术支撑。      

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。     

青海共和盆地干热岩GR1井超高温固井水泥浆技术

固井是保证干热岩全生命周期井筒质量的关键环节。通过研究共和盆地干热岩地质特征和赋存条件,提出了干热岩固井的主要技术难点。针对干热岩高温固井问题,研制出了高温缓凝剂BCR-320L,优选抗高温降滤失剂BXF-200L（AF）,探索了不同硅粉加量下水泥石强度的衰退机理,形成了干热岩超高温水泥浆体系。实验结果表明,该水泥浆可以满足循环温度为200℃的固井要求,水泥浆稠化时间可调,具有良好的流变性能,在200℃下强度不衰退,72 h抗压强度可达44.1MPa。该水泥浆在青海共和干热岩GR1井中成功应用,现场固井施工顺利,裸眼段固井质量优质,为后续干热岩固井的施工提供了一定的借鉴。      

巴彦河套盆地复杂储层固井技术

巴彦河套盆地储层低成熟度、高渗透、低强度、高泥质含量特性显著,井壁岩性水敏性强,地层不稳定而易垮易漏,固井面临井深、封固段长、顶替效率低、界面胶结差和后期压裂对水泥环力学性能要求高等技术难题,采用界面增强材料DRJ-2S、膨胀增韧材料DRE-4S等固井关键材料,形成了综合性能良好的DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液和DRE高强度韧性微膨胀水泥浆体系。研究表明,DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液的冲洗效率达96%以上,较清水提高30%以上,且密度为1.60 g/cm3隔离液的7 d抗压强度为9.6 MPa,可明显提高混合流体抗压强度及水泥环界面胶结强度;90℃、21 MPa下,掺有（4%～6%）DRE-4S的高强度韧性微膨胀水泥浆的抗压强度不小于24 MPa,弹性模量不大于7 GPa,线性膨胀率不小于0.02%,具有较强的力学交变适应性。DRE高强度韧性微膨胀水泥浆体系、DRJ-2S批混批注固壁型冲洗隔离液及配套固井工艺技术在巴彦河套盆地规模应用40多井次,平均固井合格率为96.5%以上,推动了该地区整体固井质量大幅提升,为复杂油气井安全高效开发提供了强有力的技术保障,且具有很好的推...     

川中高压气井钻完井期间环空带压原因分析及应对固井技术

川中高压气井纵向上存在多产层、多压力系统,须家河之上浅层气及嘉陵江组、飞仙关组等高压气层显示活跃。区块整体固井质量较好,但钻完井期间有12口井B、C环空异常带压。通过固井情况、气源、带压时间分析,并采用水泥环完整性评价装置及软件分析后续工况对水泥环密封完整性的影响,推断常规水泥石力学性能不适应川中高压气井层间封隔要求,固井后管柱试压、钻井液密度降低易导致水泥环完整性受损,是C环空带压的重要原因。φ177.8 mm尾管固井质量差,后续工况进一步削弱固井胶结质量是B环空带压的重要原因。基于此,针对性地优化了韧性微膨胀水泥浆体系,形成了“以快治气”防窜固井工艺,推广应用封隔式尾管悬挂器。现场应用12口井,φ177.8 mm尾管固井质量声幅评价段平均合格率由52.98%提高至73.18%,较好地解决了钻完井期间环空带压问题。      

新型相变材料对低热水泥浆性能的影响

深水低温天然气水合物地层固井,需要水泥浆体系在水化过程中少发热,尽量降低水合物地层温度上升的程度。因此,针对深水天然气水合物地层固井,研究了一种用于低热水泥浆体系设计的新型相变材料,并研究了相变材料的热存储性能及其对水泥浆体系性能的影响。实验结果表明,新型相变材料相变峰值温度为15.5℃,相变温度在井下低温与常温之间,且相变潜热较大。当相变材料在77.8℃以下时,具有良好的热稳定性,且在0℃～60℃之间经历多次升降温后,相变材料化学结构没有发生变化。随着相变材料加量的增加,水泥浆的流变数据呈现增大的趋势,但加量达到8%时流变性依然满足固井施工要求。此外,新型相变材料可以改善水泥浆体系的稳定性。相变材料对低热水泥浆体系的抗压强度影响不大,加入8%相变材料的水泥石抗压强度也达到8.9 MPa,抗压强度最大下降幅度小于5%。当加入2%、4%、6%、8%相变材料后,水泥浆体系稠化时间比无相变材料水泥浆体系最大缩短约15 min,水泥浆体系72 h水化热较空白水泥浆体系分别下降5.2%、29.1%、35.6%、47.6%。研究结果为天然气水合物层低热水泥浆体系的设计提供了支持与参考。      

苏里格气田易漏井固井水泥浆体系的研究与应用

苏里格气田单级一次全井段固井技术可有效提高套管串的承压能力,但在部分低压易漏井施工过程中出现水泥浆漏失的问题。为确保水泥浆能够有效封固不同压力地层,避免固井漏失,通过对苏里格气田井漏特点分析,研发出以新型中空球状微末为减轻材料的低密度高强度防漏水泥浆体系。室内评价实验结果表明,该体系具有密度低、抗压强度高、气相渗透率低等特点,在一定条件下,120 h水泥石强度达到18 MPa,360 h水泥石强度超过20 MPa。现场试验5口井,固井施工顺利,水泥浆一次上返井口,未发生漏失,易漏层第一界面胶结良好率超过95%,第二界面胶结良好率超过85%,满足了苏里格气田低压易漏地层单级一次全井段封固的技术要求。     

触变早凝膨胀水泥浆体系在厄瓜多尔TAMBOCOCHA区块尾管固井中的应用

Tambococha区块位于厄瓜多尔亚马逊热带雨林腹地，是著名的“ITT”项目的重要组成部分，主力油层NAPOM1属于高孔高渗油气藏，油藏埋深在1500 m左右。针对前期尾管固井存在的油层封固质量差的问题，通过及时调整领浆密度、水泥浆稠度、减少降失水剂加量、减少胶乳的加量、引入早强触变剂等措施调整水泥浆配方，调整后的触变早凝膨胀水泥浆体系稠化时间、初终凝时间有所缩短，胶凝强度增大，胶凝强度发展速度加快。对调整后的水泥浆体系进行了8井次的现场应用，油层优质率为100%，尾管全井段优质率为95%以上，解决了该区块尾管固井存在的原始地层油水活跃、油层位置高的难题，为该项目后续尾管固井施工提供了技术支撑。     

低摩阻耐压防漏低密度水泥浆固井技术

长庆苏里格气田刘家沟组地层承压能力低,现有低密度水泥浆体系耐压性能差,受压后密度上升、流变性能差,施工压力高,易发生漏失,造成水泥浆返高不够、封固段固井质量差。为此设计研发了一种低摩阻耐压防漏低密度水泥浆体系,运用紧密堆积理论进行水泥浆四级颗粒级配,优选耐压性能优良的减轻材料,选用合适的外加剂形成低摩阻耐压防漏低密度水泥浆配方。水泥浆密度为1.25～1.35 g/cm3,范宁摩阻系数降低约50%;耐压性能良好,防漏效果明显,综合性能优良。开展混拌工艺研究,采用纯机械混拌工艺,混拌大样与小样性能吻合率达到99%,保证了混灰质量和效率。在苏里格气田试验应用4口井,固井施工正常,未发生漏失,固井质量合格;施工压力明显降低,固井质量显著提升,为低压易漏地层固井提供有力的技术支撑。