泥浆转化为固井液(MTC)技术在临盘油田取得突破性进展

滇黔桂石油勘探局钻探一公司1996年3月至1997年9月在临盘油田采用矿渣MTC技术固井作业47口井,其中用于技术套管固井12口,用于油层套管固井32口井(其中水平井固井2口,采用矿渣低密度浆固井5口)。特别是在1997年7、8、9三个月,口口完钻井都采用矿渣MTC技术固井作业,其推广应用面达100％。固井质量经临盘采油厂(甲方)质量监督站的认证,固井优质率达100％,特别是2口水平井和1口3700 m的深探井,经变密度测井证实,矿渣MTC固井的第二界面的胶结质量为优质,且优于以往的水泥固     

利用矿渣MTC技术解决复杂地层固井难题

分析了矿渣MTC浆失水、稠化时间、抗压强度、流变性、静胶凝强度发展等性能特点及技术优势，并与常规水泥浆进行了对比分析，认为矿渣MTC体系大部分性能指标优于水泥浆体系，可以满足现场固井技术要求。应用矿渣MTC固井技术解决了低压易漏失井、高压气井、调整井、长裸眼长封固段及复杂压力体系固井等固井技术难题，固井质量明显优于常规水泥浆固井。     

矿渣MTC技术在大港油田的研究应用

近年来,随着大港油田注水开发程度和井深的进一步增加,地质条件变得更加复杂,采用常规注水泥固井出现顶替效率低、安全窗口窄、易漏失和污染地层等难以解决的问题,给完井和后期增产带来了隐患。为克服这些技术问题,开展了固井水泥浆的室内研究和现场试验。结果表明,矿渣MTC固井技术可针对性地解决大港油田一些区块的固井技术难题,该技术先后在港深14- 22井等14口井中得到应用,固井质量合格率100%,优质率57%,其中油气层段封固优质率达到85%以上,充分说明了矿渣MTC技术可有效地提高复杂区块的固井质量,为后续油井作业环节的顺利开展打下了良好的基础。     

沙65井深井抗高温矿渣MTC固井技术

对矿渣 MTC配方优选、综合性能评价、高温下抗压强度变化规律进行了系统的室内试验研究 ,充分证明了矿渣 MTC具有很好的抗高温性能 ,完全能满足塔河油田中深井段固井要求。在塔河油田沙 6 5井二开井段的固井结果表明 ,矿渣 MTC固井技术可显著提高深井固井质量 ,尤其是第二界面胶结质量 ,为提高该区固井质量开辟了一条新的途径。     

松南109井防漏防气窜固井技术

松南１０９井在φ２４４５ｍｍ技术套管和φ１３９７ｍｍ油层套管固井中分别应用低密度矿渣ＭＴＣ体系和新型抗高温非渗透防气窜水泥浆体系,成功地解决了该井固井漏失和环空气窜的技术难题,为松南地区中深井长封固段防漏防气窜固井探索出了新的技术方法。     

双凝MTC浆在云南陆良盆地浅气层调整井固井中的应用

云南陆良盆地浅气层调整井钻至井深20 m和30 m时就遇到气层.要保证主力气层固井封固质量为优质,又要把上部的气层封住,难度很大.经过室内实验研究,形成了一套流动度好、触变性强的MTC浆配方.通过分散剂F对MTC浆进行改进,使MTC浆达到双凝作用,提高了固井质量.现场应用表明,MTC浆具有很强的触变性、较低的失水量,能有效地防止水泥浆凝固过程中的气窜;双凝MTC浆能有效提高固井封固质量,成功地应用于云南陆良盆地的浅气层调整井的固井中,解决了浅气层调整井固井后发生气窜的难题,满足了该地区浅气层调整井的固井要求.     

大港油田马东深层矿渣MTC固井技术

分析了马东深层固井存在的难点，研制出了适合马东深层固井要求的矿渣MTC体系，该体系具有流变性好、紊流临界排量低、与钻井液相容性好、静胶凝强度过渡时间短、沉降稳定性好、具有微膨胀特性等特点。在马东深层2口井的试验应用表明，第一和第二界面固井质量均达到了优质，社会效益及经济效益非常明显。     

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MTC固化滤饼能力实验研究

固井液与钻井液滤饼实现整体固化胶结一直是石油工程界期待解决的重大技术难题。由于钻井液滤饼的存在，水泥浆与井壁不能牢固胶结，固井后常常出现油气水窜等严重问题，从而造成固井失败。为此，系统地比较了矿渣MTC水泥浆与油井水泥浆在没有滤饼、普通钻井液滤饼、多功能钻井液滤饼3种情况下的界面胶结性能。实验结果表明，没有滤饼存在时，油井水泥浆的胶结性能明显优于矿渣MTC；普通滤饼存在时，水泥浆和MTC均不能得到令人满意的胶结性能；油井水泥浆不能使多功能钻井液滤饼固化胶结，而矿渣MTC能够实现多功能钻井液滤饼的固化胶结。多功能钻井液钻井技术与矿渣MTC固井技术联合使用可以适当淡化顶替技术，充分发挥矿渣MTC技术的经济、技术优势，提高固井质量。     

矿渣MTC固井技术在大港油田的应用

分析了矿渣MTC固井技术的特点，针对大港油田固井存在的技术难题，开展了适合大港油田固井的矿渣MTC工艺技术研究，优选出了适合于大港油田不同区块固井的MTC配方。在大港油田马东、板桥、小集等区块30多口井进行了现场试验，固井合格率100％，优质率85％，取得了良好的经济效益和社会效益。     

不同密度双凝水泥浆固井技术在青西油田的应用

针对玉门青西油气层压力高，多套油气水层共存、长封固段的气窜，井与井之间井温差别大的固井难点，从水泥浆体系、外加剂和水泥浆性能等方面进行了系统研究，提出了下部采用加砂高密度速凝浆封固，上部采用低密度缓凝浆封固的水泥浆固井技术。在窿110井φ244．5技术套管固井和青2—23井φ177．8-φ139．5mm复合油层套管固井中的应用获得成功，两口井固井质量全为优质。     

矿渣MTC固化体性能的研究

MTC固井技术在提高固井质量，降低固井成本和保护环境等方面显示出了优越性，对矿渣MTC固化体的性能进行了实验研究，在高炉水淬矿渣MTC浆中加入硅粉，使Ca/Si比例控制在0．6－1．0范围内，防止转化为α-C2SH，并随着温度的提高，分别生成耐高温的雪硅钙石（C5S6H5）、硬硅钙石（C6S6H）等，从而提高固化体的热稳定性，具有好的抗高温性能，在矿渣MTC固井技术中，Cl^-能与矿渣中的部分高子形成比NaNl结构更强的结晶体，成为MTC固化体的一部分，具有较强的抗盐性，在不同酸浓度下，矿渣MTC固化体的酸溶率均比水泥石低；后期强度高，抗打击性好；渗透性比水泥石小。     

推广矿渣MTC技术提高固井质量

矿渣MTC浆是由钻井液转化而成,与传统的油井水泥浆相比,具有与钻井液相容性好,利于提高顶替效率;矿渣MTC浆固化体强度抗钻井液的污染能力强;滤失低、沉降稳定性好、触变性好等优点,加之矿渣MTC浆还能采用钻井泵施工,这些都促进了固井质量的提高。     

深井固井技术在陵深2井的实践

陵深2井是吐哈油田1口重点探井,设计井深4900m,完井深度5230m。由于准备对油层实施压裂改造,要求对油层套管进行全井段封固。超长封固段固井作业中,存在高温高压、高液柱压力、失重、施工时间长等几大难题。为保证施工安全与固井质量,采用了分级注水泥工艺,并对水泥浆体系和性能进行了优化。声幅和变密度测井及试油证实该井固井质量优良。介绍了固井的设计方法和施工过程,对设计、施工中存在的难点进行了讨论,并提出了几点认识。     

动态与信息

深井矿渣MTC固井技术取得新突破 塔河油田由于井底温度高、封固段长、井眼条件差、地质条件复杂等原因 ,固井作业难度很大 ,固井质量不很理想 ,这在一定程度上地影响了塔河油田油气勘探和开发。为此 ,中国石化西北石油局和德州石油钻井研究所合作 ,充分发挥了矿渣 MTC固井技术     

泡沫水泥浆固井工艺技术

花土沟油田是青海石油管理局1个开发多年的主力油田,井深为1300m左右,现在所钻的井多为调整井,地层压力系数很低,仅为0.6~0.8,油层分布特点是薄、散、多,且上部80~150m还有浅气层,油层固井要求全井封固,水泥返至地面。该区块原来油层固井合格率为92%,优质率仅为48%,固井质量严重影响了该油田的产能建设和合理开发。为了解决这一固井难题,对泡沫水泥浆固井技术进行了研究,并对5口井进行了油层封固,固井施工顺利,未发现漏失现象,经声幅测井证实,5口井水泥均返至地面,油层固井优质率高达100%。实践证明:这种新型的低密度化学泡沫水泥解决了低压易漏井、长封固段井和稠油热采井的固井难题,提高了固井质量,缩短了建井周期,节约了成本,经济效益十分显著。     

提高矿渣石高温高压强度的方法探讨

MTC固有井技术中深井和深井高温高压井段固井质量均差于浅井。通过室内实验分析可知，水灰比，矿渣活性，激活剂，助剂种类以及加强，分散剂，钻井液加量，降失水剂，PH值及其它水泥化质都影响矿渣石高温高压强度，对提高砂渣石高温高压强度的方法进行了探讨，并提出了相应的措施，即：设计出合理的矿渣浆密度；选择具有良好配伍性的降失水剂；选用活性的矿渣，活性的判断可采用MTC法；加入20％－35％的预水化钻井液，根据并底温度确定加量；加强设备的管理和维修，确保固井施工的连续和注浆的泵速；实验确定激剂，助剂比例关系，采用高效分散剂或者复配其他缓凝剂增加助剂的加量，最终提高矿渣石的高温高压强度。现场应用表明，通过采用上述方法提高矿渣石高温高压强度；提高了中深井和深井高温高压井段的固井质量。     

直角稠化防窜水泥浆体系在百色盆地的研究及应用

百色盆地面积小,地质情况复杂,薄油层、薄隔层油藏占绝大多数,加之注采不平衡等因素影响,形成了多压力层系,传统的水泥浆体系无法满足固井需要。为提高该油田的固井质量,研制出了SQ防窜水泥浆体系。该体系由短候凝尾浆和缓凝领浆两部分组成。短候凝尾浆具有短候凝、短过渡、低失水、高早强、微膨胀等特点,可提高顶替效率,避免微裂缝、微环隙的形成,改善第一、第二界面的胶结性能,提高固井质量。现场应用3口井表明,该水泥浆体系基本解决了薄油层、薄隔层的封固难题,有利于提高固井质量,节约固井成本。     

塔里木东河油田超深水平井固井技术

塔里木东河油田的水平井平均井深为6 350 m,目的层位为石炭系.该地区地质构造复杂、裂缝发育、井底温度高、地层压力系数低、井壁易垮塌掉块.这些水平井井斜,方位变化大,水平位移长,油层固井采用水平井复合套管双级注水泥工艺,封固段长,且间隙小.针对该地区特点,选用了兰德LANDY806L系列外加剂.油层一级固井水泥浆采用具有低失水、零析水、防气窜、早强等特性的加有硅粉和微硅的抗高温水泥浆;二级固井水泥浆采用添加微硅和漂珠的防漏低密度水泥浆,同时使用配套的水平段套管漂浮技术、套管扶正措施以及先导浆、冲洗液和加重隔离液多级前置液体系等综合固井技术措施.该套固井技术在DH1-H9等多口井中的应用效果良好,固井质量优质,成功地解决了东河油田超深水平井固井技术难题.     

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与常规水泥浆固井技术相比,MTC固井技术具有明显的技术、经济优势。但是,由于低密度、超低密度矿渣MTC固井液体系中含有大量的低密度减轻材料和泥浆处理剂,同时,矿渣只具备潜在的水化反映活性。因此,体系的强度与同等密度的水泥浆相比有些偏低,从而限制了其在低压易漏地层固井中的应用。新疆石油管理局钻井工艺研究院通过大量的实验研究,开发出一种适于新疆油田多种泥浆体系的矿渣MTC高效促凝剂。室内检测结果表明,该促凝剂：①可显著提高矿渣MTC在低温下的早期强度;②所配矿渣MTC的稠化时间随其加量的变化、随设计温度的变化近似呈线性变化,因此,可通过其加量的变化灵活调节矿渣MTC在低温下的稠化时间;③不影响体系的流变性及流动能力,可与分散剂配合使用,灵活调节体系的流变性,从而有效解决低密度、超低密度矿渣MTC低温早期强度偏低的问题。