高温防窜乳液水泥浆体系研究与应用

高温高压气井防气窜固井对水泥浆性能要求高,常规水泥浆难以满足固井要求。在分析高温高压气井防气窜固井难点的基础上,优选胶乳防气窜剂与新型纳米液硅防气窜剂,将二者有机复配,通过致密充填、活性胶凝、改善水泥石力学性能等方式提高防气窜性能,研制出高温防窜乳液水泥浆体系。该防气窜水泥浆体系具有流变性好、API失水低、直角稠化和沉降稳定性好等特点,且对缓凝剂加量、密度、温度计配浆水陈化等因素不敏感,便于现场操作与施工。水泥浆静胶凝强度发展快,防气窜性能好,水泥石高温强度高、高温稳定性好,且水泥石渗透率低,有利于防止气体渗流。该防窜乳液水泥浆体系在中国石化西北油田成功应用多井次,较好地解决了高温高压气井固井难题。     

顺南区块高温高压气井固井技术

塔中顺南区块通过勘探发现高压工业气流,该区块将是中石化西北油田分公司的主要油气勘探区块,但该区块固井存在井深裸眼段长、地层承压能力低,油气活跃、压力窗口窄、异常高温下水泥石衰减严重等难点,导致固井质量合格率和优良率低。通过研究,开展了大尺寸双级固井工艺的应用,研发超深井大温差低密度水泥浆体系、优选抗高温液硅防窜水泥浆体系,应用精细控压等关键技术,形成了塔中顺南区块固井整体技术方案,较好的解决了因固井质量差导致环空气窜的难题,为下顺南等区块超深易漏失高压气井的固井提供了技术支撑。     

防气窜固井水泥浆体系的研究

固井后环空气窜是影响油田开发效果的重要因素。本文对目前的丁苯胶乳防窜水泥浆体系和纤维防窜水泥浆体系的防窜机理进行了分析和研究。在此基础上进行了防气窜水泥浆室内研究,对缓凝剂和抗高温材料进行试验和评价,优选出了微膨增韧胶乳防气窜水泥浆配方,满足固井水水泥浆防气窜的性能要求。     

聚合物胶乳水泥浆体系鼓包现象的室内研究

随着海洋石油开采逐步向深海挺进,深井数量不断增加,深井油气层具有埋藏深、井温高、封固段长等复杂情况,对聚合物胶乳水泥浆体系的性能提出了耐高温、防气窜、稠化时间可调、稠化曲线平缓无鼓包、过渡时间短等要求。而聚合物胶乳水泥浆体系在110～130℃左右存在"鼓包"、"台阶"等突变现象,难以满足复杂地质条件下安全施工的需求。研究了突变现象的原因,通过实验和分析,优选铝酸三钙含量大于2%的水泥能够有效抑制聚合物胶乳水泥浆突变现象。聚合物胶乳水泥浆体系已经多次成功应用于南海东部海域深水井,现场应用表明:聚合物胶乳水泥浆体系现场易配浆,浆体流动性良好,水泥浆气泡少,现场操作方便,水泥浆密度控制均匀,未发现窜漏,现场固井质量优良。     

长深气田复杂地层含CO2气井固井技术

针对吉林长深41井窜漏压稳密度窗口窄、顶替效率差及高温大温差和富含酸性伴生气对水泥浆的特殊要求等施工难点,研制出低密高强及胶乳增韧防腐防窜水泥浆。通过采取地层承压堵漏,提高套管居中度,配合三级冲洗隔离体系的前置液及三密四凝水泥浆体系的平衡压力固井设计等施工措施,顺利完成该井施工。     

一种防窜直角稠化水泥浆体系的室内研究及现场应用

深水高压油气井在固井作业过程中存在很多困难因素,如油气水层易互窜,界面胶结质量差,水泥柱上下温差较大,井眼压差大易发生气窜,钻井费用高,钻井周期长。究其原因,主要是水泥浆稠化过渡时间长,固井后发生环空气窜所导致。为了有效避免气窜现象的发生,优选了一种具有防窜直角稠化水泥浆体系。防窜直角稠化水泥浆体系已多次成功应用于南海东部区块。     

防腐防窜环保型胶乳水泥浆体系的研究与开发

为了防止高温井的油气水窜,研制了一种防腐防窜环保型胶乳水泥浆体系。该体系添加了防腐防窜以及抑泡环保型添加剂。该体系具有优良的防气窜特性。室内实验表明,该体系具有稠化曲线成直角以及低滤失量等特点。能满足含H2S或CO2等腐蚀性气体的高温井生产需求。     

超高温水泥浆在乐东A井中的应用

乐东A井位于莺歌海盆地,是一口高温高压预探井。最终完钻井深5057m,井底静止温度是210℃,是近年来海上固井应用的最高温度。针对现场需要,本文研制了密度为1.90g/cm~3至2.1g/cm~3的耐高温水泥浆体系。该体系选用AMPS类缓凝剂与有机酸复配的缓凝剂提高水泥浆的耐温性,能耐温至230℃;选用分散型高温降失水剂与防窜型降失水剂同时使用,两种降失水剂协同作用,大幅度提高水泥浆控失水能力以及防窜能力。实验表明,水泥浆稠化时间规律性好、抗高温控失水能力强、体系稳定性好、在200℃下,强度发展好,防窜性能SPN值小于3。同时研究了体系与隔离液的相容性。应用效果表明,设计的耐超高温水泥浆保证了该井高温高压固井作业质量和施工安全。     

一种低黏韧性双防低密度水泥浆的室内性能研究

陆丰油田大位移井储层渗透率低、欠压稳，容易发生气窜，造成固井质量不佳，存在底部高温区域沉降稳定性差、易漏等固井技术难题。针对这些难点，室内筛选3M高强抗压中空玻璃微球来降低水泥浆密度为1.4 g·m^-3的同时可以提高水泥石的抗压强度，选用纤维与胶乳混合作为增韧材料，降低了水泥石的渗透率，有效达到目的层增韧防漏的效果。该增韧材料协同防窜剂CT-1和膨胀剂EXP-1，提高水泥石的胶结强度，具有防漏防窜的作用。由上述主要材料协同其他相关水泥浆添加剂构建了一套具有低黏韧性兼具防漏和防窜性能的低密度水泥浆体系，该低密度水泥浆体系具有良好的流变性，自由液为零，且水泥石上部密度和下部密度差值均小于0.03 g·m^-3，可以看出该韧性水泥浆体系具有优异的沉降稳定性能。低黏韧性双防低密度水泥浆具有良好的力学性能，抗压强度达28 MPa，弹性模量小于7 GPa，抗窜强度大于10 MPa·m^-2，且抗窜效果较普通低密度水泥浆抗窜能力提高了81.2%，说明该水泥浆具有较强封隔能力，可以有效提高固井质量。     

玛西斜坡区高压油气藏防窜水泥浆体系研究

玛西斜坡区属于高压油气藏,油气水活跃,易发生固井窜漏,固井质量差。本文综合分析研究了玛西斜坡区的固井情况,发现水泥浆的性能严重的影响了固井质量。通过开展早强剂、膨胀剂、分散剂、降失水剂等多种水泥浆外加剂的实验评价研究,优化形成了适合于玛西斜坡区高压油气藏固井的胶乳防窜水泥浆体系。优化后的防窜水泥浆体系经现场试用表明,固井质量提升明显,研究成果可在开发钻井中推广应用,具有广阔的应用前景。     

胶乳防窜水泥浆的室内研究与现场应用

对室内合成胶乳进行了粒径测试,室内研究了胶乳加量对水泥浆基本性能的影响,得出胶乳可有效改善水泥浆的失水性能,增强水泥石的韧性,提高水泥环的密封性,有助于提高固井胶结质量,据此优选出了胶乳防窜水泥浆体系,对其静胶凝强度发展、防窜性能等作了相关评价,其胶凝强度过渡很快,防气窜测试无气窜发生,具有良好的防窜效果。并介绍了该胶乳防窜体系在毛坝7井的现场应用。     

TopTaй区块46井固井技术

本论文以To p T aй区块的46井固井技术难点入手,针对46井实钻情况制定了分级注水泥固井工艺施工,采用平衡压力固井技术解决了高压油气层固井问题,采用抗高温抗盐水泥浆体系解决了高温高压条件下盐水钻井液污染水泥浆的固井问题,配合流动度好的前置液解决了深井小间隙固井难题,使用晶格膨胀剂水泥浆体系保障了主力油层的固井质量...     

Тортай区块46井固井技术

本论文以Тортай区块的46井固井技术难点入手,针对46井实钻情况制定了分级注水泥固井工艺施工,采用平衡压力固井技术解决了高压油气层固井问题,采用抗高温抗盐水泥浆体系解决了高温高压条件下盐水钻井液污染水泥浆的固井问题,配合流动度好的前置液解决了深井小间隙固井难题,使用晶格膨胀剂水泥浆体系保障了主力油层的固井质量。该井的安全施工和良好的固井质量为下部高压复杂井固井提供一条新的思路。     

高密度油气井水泥浆的研制及应用

深井、超深井固井作业对水泥浆体系性能要求较高。为了满足深井、超深井固井作业需要，本文通过室内综合试验研究，优选合适的加重剂及水泥浆外加剂，构建了密度为2.10 g/cm³、2.30 g/cm³高密度固井水泥浆体系，并对水泥浆的性能进行评价。结果表明，该体系水泥浆具有较好的流变性和沉降稳定性，失水量低，抗压强度较高，抗高温性能优越。并且现已成功应用于蓬探XX井，固井质量优良，为后期深井及超深井固井的勘探开发起到了极为重要的推动作用。     

新港1井深井高温小间隙尾管固井技术综述

新港1井是2011年大港油田部署的一口三段制五开重点风险探井,设计井深5985m,152．4mm钻头实际完钻井深6716m,127．0mm尾管下深6714m。由于该井井深、井底温度高、环空间隙小、施工压力高,所以在固井过程中易出现层间互窜、顶部水泥石超缓凝、顶替效率差、水泥环薄且分布不均匀等固井技术难题。通过采取井眼净化技术、套管居中设计、优选高温防窜水泥浆体系、防污染、防回流固井技术及平衡固井技术,确保了该井#177．8mm和φ127mm尾管固井质量。     

一种深水低密度低热水泥浆吸热储能材料的研究

深水泥线以下地层的天然气水合物能稳定生存在低温高压下的沉积物,水合物层在高温下易分解,造成井眼扩大、水气窜流,使原本胶结良好的水泥环与井壁之间出现微环空或导致井壁失稳等问题,为了解决该问题,室内通过筛选ET-A增强剂来提高水泥浆的早期强度、GR-1吸热储能材料降低水泥浆水化放热过程的热量,构建了一套深水固井作业的低密度低热水泥浆体系,该体系能改善水泥浆的水化速度,提高水泥浆的抗压强度为6.5 MPa,并达到降低水泥浆水化热的目的。     

胶乳水泥浆对水泥石防窜能力的改善作用

实验对胶乳水泥浆的防窜性能进行研究,结果表明应用SDJR胶乳与水泥和外加剂配伍而成的胶乳水泥浆体系能有效地改善水泥浆性能,达到防止气/液窜、支撑套管和地层、保护油气层、延长油井寿命等目的。     

调整井固井用聚合物型抗水侵材料的制备及其性能评价

针对调整井固井时水侵导致的环空窜流问题,本文以AMPS、AM、AA和SA为原料,通过自由基胶束聚合法制备一种水溶性疏水缔合聚合物AAAS来增强固井水泥浆的抗水侵能力,改善水泥浆的防窜能力,以提高该类井的固井质量。利用红外、核磁、扫描电镜及凝胶渗透色谱等手段对AAAS进行了微观分析表征,并对AAAS水泥浆体系的抗水侵性能及基本工程性能进行了评价,结果表明AAAS可明显提高水泥浆体的抗水侵能力,较之于空白水泥浆水侵后0.3MPa的窜通压力,加量为0.9%AAAS的水泥浆体系,其水侵后的窜通压力提高达到了6.9MPa,大幅度提高了水泥浆的防窜能力,且14天抗折强度为8.2MPa,抗压强度为31.5MPa,能够满足调整井固井水泥环长期封固的需要。因此,AAAS在调整井固井工程抗水侵和防窜中具有良好的应用前景。     

红连薄隔层防水窜固井技术研究与应用

本文针对吐哈油田红连区块薄隔层防水窜固井技术难点,通过对水窜发生机理和防水窜配套固井工艺研究,在原有常规防窜水泥浆体系的基础上,采用紧密堆积理论研制抗盐增韧水泥浆体系,各项性能指标满足了井下作业的需要;针对薄隔层固井中存在的腐蚀问题,利用了管外封隔技术,解决了实际的问题,形成了适用于该区块的固井配套技术,现场应用4口井,固井合格率100%。     

固井环空气窜机理和防窜水泥浆体系及其措施

如何防止环空气窜一直是固井技术研究的重点之一,为此国内外各个固井公司进行了大量的系统研究工作。在详细介绍环空气窜形成的机理、预测方法以及防气窜水泥浆体系和工艺技术措施基础上对防气窜固井工艺技术提出了一些建议。