国外固井水泥浆降失水剂研究动态

在油气井注水泥固井作业中水泥浆可能发生失水,失水不仅影响固井质量,也会损害油气层,国外从六十年代开始研究油气井水泥浆降失水剂,文中叙述了影响水泥浆失水量的因素,降失水剂的作用原理和当前国外常用的降失水剂。可用作降失水剂的主要有纤维素衍生物,酰胺类化合物和聚胺类化合物,作者对这几种化合物的降失水性能,优缺点和适用情况作了介绍,并指出,为了降低粘度,使用降失水剂时必须与分散剂配合,评价降失水剂的实用性应从固井的综合性能考虑。     

煤层气井固井技术的研究

通过对国内外煤层气井固井技术调研、分析和论证,找出煤层气井固井难点,提出解决对策,设计出一套适合于煤层气井固井水泥浆和工艺技术方案,达到有利于煤层气井固井技术施工和提高煤层封固质量的目的。     

超高温固井水泥浆降失水剂的合成与性能

为实现超深井与复杂井超高温固井水泥浆体系的构建目标,突破常规固井水泥浆降失水剂的超高温控失水瓶颈,研制开发了超高温水泥浆降失水剂F-SHT,并对其进行了结构表征与性能评价。结果表明,F-SHT的数均分子量为21 475 Da,表观黏度低,不影响水泥浆的配制;在温度达到294℃时开始发生明显热失重,表明其分子链热稳定性良好;有效控失水温度可达240℃且可抗饱和盐水,采用水泥浆静态失水量评价方法,测得240℃/6.9 MPa下饱和盐水水泥浆API失水量为38 mL。测试了F-SHT在水泥浆体系中的综合性能,停开机、稳定性与API失水评价结果均合格。F-SHT在河探1井Φ177.8 mm尾管固井中成功应用,结果表明F-SHT现场适应性良好,固井质量良好,同时为超深层油气资源的勘探开发提供了有力支撑。     

低密度水泥浆固井技术研究与应用

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用密度为1.88 g/cm3左右的常规水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,固井质量不合格.根据紧密堆积理论,采用水泥 溧珠 微硅不同粒度的颗粒级配,研究出了低密度水泥浆体系.通过实验得出添加剂在不同密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的.该水泥浆在塔里木油田轮古地区20多口井中应用取得了很好的经济效益,特别是在井深6008.54 m的开窗侧钻水平井的ψ127 mm尾管固井中,水泥浆最低密度已达到1.20 g/cm3,固井质量全优.该水泥浆在固井中的密度在1.10～1.60 g/cm3范围内可调.     

高温固井水泥浆用降失水剂GT-1的制备及性能

随着油气勘探向深井、超深井方向的不断发展,固井作业对其工作液体系及外加剂提出了更高要求。针对目前降失水剂耐温、抗盐性能不足、适应温度范围窄、且与其他外加剂相容性差等问题,基于分子结构设计思想并结合功能单体优选,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）、对苯乙烯磺酸钠（SSS）、纳米二氧化硅等为原料制备了高温固井水泥浆用降失水剂GT-1。采用红外光谱、凝胶色谱、热综合及扫描电镜等分析方法研究了其化学结构、分子量、热稳定性及水溶液微观形貌。并对GT-1的失水性能、耐温性能、抗盐性能及所配制水泥浆体系的流变性能、抗压强度和稠化性能进行了研究。结果表明,降失水剂GT-1化学结构符合预期设计,重均相对分子质量为138 431,热稳定性优良,且其水溶液呈现规整的空间网状结构;同时,降失水剂GT-1耐温、抗盐性能突出,能够控制水泥浆失水量,且所配制水泥浆工程性能良好,满足固井施工需求,具有较好的应用前景。      

粉煤灰低密度水泥浆在塔河油田简化井身结构井中的应用

塔河油田90%以上的开发井采用了简化井身结构,这类井第二级固井封固段长,在采用常规水泥浆固井作业时,容易发生施工和候凝过程水泥浆漏失,返高达不到固井设计要求,最终导致固井质量差,严重影响后期完井作业,油井寿命降低。基于粉煤灰配方的室内实验,研制了低密度水泥浆,从根本上解决了塔河油田简化井身结构井第二级返高不够和固井质量差的难题,并在该油田取得了良好的应用效果。     

三元共聚物抗盐降失水剂在塔河油田石炭系盐层固井中的应用

塔河油田石炭系盐层分布广泛,以纯岩盐为主,埋深在5100～5400 m之间.由于井深,井底温度高,石炭系盐层蠕动能力很强,在未下套管的裸眼中,导致盐层井段水泥浆封固质量较差,并存在不同程度的套管变形或挤毁现象,造成许多井没有完成地质任务. 研究评价了三元共聚物降失水剂DZJ-Y及其优化含盐水泥浆体系.结果表明,三元共聚物降失水剂具有良好的抗盐能力,在饱和盐水条件下能够较好地控制水泥浆失水.在塔河油田T914井φ 244.5 mm/φ 250.8 mm组合技术尾管固井取得成功,盐层段固井质量为优质.现场应用表明,抗盐水泥浆体系具有良好的流动性,失水控制良好,稠化时间可调;水泥石强度普遍较高,有利于提高水泥环的胶结质量;该水泥浆浆体均很稳定,没有析水和沉降;API失水量低,且能产生微膨胀,有助于提高固井质量.该抗盐降失水剂有效地提高了塔河油田石炭系盐层井段固井胶结质量.     

部分水解聚丙烯酰胺水泥浆降失水剂的室内研究

通过研究部分水解聚丙烯酰胺的分子量,水解度以及其加量对水泥浆失水的影响,指出作为水泥浆降失水剂的部分水解聚丙烯酰胺的分子量应在６０－６５万,水解度在６．０％～７．５％,加量在０．５％～０．７％时的降失水效果最好,同时,研究出了合成这一分子量和水解度的部分水解聚丙烯胺的试验条件,为油田上将部分水解聚丙烯酰胺作为水泥浆降失水剂奠定了基础。     

G306降失水剂在中原油田固井中的应用

中原油田断层多,地下层系复杂,固井作业后在水泥浆候凝期间,地下流体极易侵入,造成水泥环胶结不良甚至窜槽等问题.采用了一种新型的聚合物降失水剂G306.G306油井水泥降失水剂由多种高分子材料、无机盐按一定的比例复配而成,属聚合物微胶粒材料类外加剂.G306具有与其它外加剂配伍性好、稠化时间易调、易泵送,适应温度范围宽,抗高温和降失水性能好的优点,可将水泥浆失水量降至50 mL以下,形成薄膜并具有一定的韧性,利于水泥浆在候凝过程中防止油、气、水窜槽.现场应用表明,G306降失水剂可大大改善水泥浆的综合性能,提高水泥浆的抗气窜、水窜的能力.该水泥浆作业施工顺利,固井质量合格率达99%,优良率达88%,取得了良好的效果.     

高温高压固井降失水剂的研究

针对高温高压地层固井难度大，对水泥浆性能要求高，目前中国使用的固井降失水剂普遍存在抗盐、抗高温能力差的问题，以丙烯酰胺（AM）、N，N二甲基丙烯酰胺（DMAM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯酸（AMPS）为原料合成了新型油井水泥降失水剂，对其在淡水、盐水和高密度水泥浆体系中的性能进行了评价。研究表明，该聚合物在90℃时能将淡水水泥浆的失水量控制在50mL左右，对盐水水泥浆的失水量也有较强的控制作用；该降失水剂在温度150℃以内都能保持水泥浆体系具有较低的滤失量；在高密度水泥浆中表现出了较高稳定性和配伍性。     

超低密度早强水泥浆在天然气井固井中的应用

在天然气井固井中,上部固井质量一直存在问题。为了提高固井质量,达到保护套管的目的,研制了新型水泥浆体系。经室内研究,选择了减轻剂的种类与粒级配比;根据低密度水泥浆的性能要求,确定了配方,并对该配方进行了触变防漏特性及稳定性分析,形成了具有体系稳定、水泥浆密度波动对水泥浆体系产生影响较小、抗漏失能力强、早期强度发展快等特点的超低密度水泥浆体系。经现场试验,获得了较好的效果。     

粉煤灰水泥浆体系研究与应用

从粉煤灰固有特性出发 ,对大掺量粉煤灰水泥浆体系的应用性能做了较为全面系统的分析 ,室内实验结果表明 ,在 10 0 %质量比粉煤灰掺量下 ,水泥浆体系的技术指标均接近或达到 G级油井水泥国家标准 ,通过合理选用外加剂进行调节和改性 ,粉煤灰水泥浆体系在低温、中温和高温情况下 ,都表现出良好的应用性能。     

煤成气井固井工艺实践和认识

近５年来，淮南、安阳、柳林等地区１２口煤成气井采用塞流固井技术和漂珠低密度水泥浆固井技术取得成功，固并质量合格率为１００％，优质率为７８％。探讨了塞流固井中水泥浆动塑比的设计问题，给出了五种低密度水泥浆配方。     

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。     

小间隙高压气井固井技术

毛坝1井是1口高压气井,要求全井封固,固井施工和候凝过程容易出现水泥浆稠化憋泵、水泥浆污染盐岩层、井漏、气窜或井涌等风险。经过对该井的认真研究,采用了尾管固井再回接的方法,优选了套管工具附件、水泥浆体系等配套技术,使该井固井成功,创造了该地区复杂井固井先例。文中详细介绍了毛坝1井的固井设计和施工技术,为今后小间隙高压气井固井提供了经验。     

霍10井超高密度水泥浆固井技术

霍10井是新疆油田公司准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜的一口重点探井。该井属于典型高压油气井。根据霍10井的固井难点，制定了合理的固井技术措施，配制了密度高达2．60g／cm^3的超高密度水泥浆，并采用了一套超高密度水泥浆固井地面施工技术。在霍10井进行现场固井施工，取得了理想效果。     

官深1井超高密度水泥浆固井技术

为解决异常高压气层和高压盐水层固井的实际困难,采用新型超高密度加重材料、超细加重稳定剂与其他填充剂进行颗粒级配,形成了密度为2.60~2.85 kg/L的超高密度水泥浆体系。该体系具有流动性好、强度高、抗高温、防窜能力强、对温度及密度变化自适应、施工安全性高、顶部无超缓凝的优点。针对超高密度水泥浆现场施工工艺,进行了超高密度材料灰样混配方案设计、高密度灰样模拟运输测试等研究,并通过优化施工方案,形成了超高密度水泥浆配套固井工艺技术。该技术在官深1井三开固井中成功应用,入井隔离液平均密度为2.75 kg/L,水泥浆平均密度2.78 kg/L,创造了国内入井水泥浆密度最高纪录。      

赵53井泡沫水泥浆固井技术

因地层压力复杂、邻近断层,赵53井固井施工时存在易发生油气水窜和水泥浆漏失的问题,而且封固段较长.为此,研制开发了密度低、强度大且防窜性能好的新型泡沫水泥浆体系,并对其性能进行了试验研究.该井应用泡沫水泥浆固井施工顺利,固井质量合格.     

HW6001超浅水平井技术套管固井技术

新疆油田HW6001稠油水平井是当时国内使用直井钻机所钻垂深最浅的一口水平井。通过配套固井技术研究和应用，在垂深277m的超浅水平井上成功实现了仍244．5技术套管的安全下入，通过优化管柱和水泥浆配方取得了水泥胶结质量优质的效果，为今后超浅水平井甚至更浅的水平井固井提供了非常有意义的案例和依据。     

大牛地气田保护储层固井技术研究与应用

大牛地气田储层属于低压、低渗透气藏，具有钻井过程中个别井段易漏和单井产量低的特点，储层保护十分重要。通过对该气田储层物性特征的分析和敏感性评价，针对水泥浆对气层污染的机理，研究出污染程度小的水泥浆体系和固井工艺技术。大牛地气田227井次的固井施工表明，固井质量优质率迭92．7％，合格率迭100％，而且水泥浆对气层的污染深度只有5，16cm，通过射孔完全可以解除。