BX水泥浆体系在LN油田的应用

为了实现钻井"提速、降本、增效",塔里木油田优化了LN油田的开发/评价井的井身结构,减少套管层数,形成了较多的长裸眼固井。而长封固段固井中的高温高压、大温差、长裸眼段、多套压力层系并存等复杂情况极大地增加了固井难度,对水泥浆的各项性能要求更为严格。从LN油田低压易漏长裸眼段固井的难点出发,结合该区域目前广泛采用的工艺技术现状,水泥浆的应用情况,进行了BX水泥浆体系应用适应性评价。结果表明,BX水泥浆体系具有高初始稠度、强触变性、防窜性能好等特点,更能够适用于LN油田的地质特征,在水泥浆候凝期间起到一定的防漏堵漏作用。双密双凝水泥浆设计,能有效降低液柱压力,降低施工过程中压漏地层的风险,提高整体固井质量,能够满足低压裸眼长封固段固井需求。      

长封固段大温差固井技术研究与实践

当前油气勘探开发对象日趋复杂,深井超深井钻井数量增多,长裸眼、大温差、多套压力系统并存井给固井安全施工及质量保障带来严峻挑战,固井中易出现的超缓凝、固井质量差等问题,影响了深层油气资源的安全高效开发。针对深井长封固段大温差固井技术难题,研究水泥水化机理,结合水泥外加剂分子结构设计,开发出了适用于大温差条件固井的水泥浆降失水剂及缓凝剂,设计了适合不同温差范围的水泥浆体系。通过大温差水泥浆体系、高效冲洗隔离液、提高顶替效率、平衡压力固井、套管安全下入等方面先进适用技术的集成,形成了大温差固井配套工艺技术,在塔里木、西南、长庆、华北等油气田及海外中亚地区成功应用1100多口井,为简化井身结构、降低成本、提高固井质量提供了技术保障。随着勘探开发向深层和复杂地层的深入,大温差长封固段固井技术优势突出,应用前景广阔。     

大温差固井技术在冀东油田的应用

冀东油田部分构造油藏埋藏深、气油比高,油层固井要求按气井考核,且随着压裂工艺的改进,部分构造开始使用体积压裂改造目的层,压裂时井筒压力高,需要水泥一次上返至井口。固井施工经常面临长封固段甚至超长封固段,上下温差可高达70℃以上。大温差固井技术解决了水泥浆体系同时满足在高温的安全泵送和候凝过程中顶部低温强度发展缓慢的问题,缩短了钻井周期,固井质量也得到了有效的保证。在冀东南堡3号构造顺利实施了大温差固井相配套的大温差水泥浆体系、井口压力控制及防漏控制工艺技术,为长封固段固井提供了技术支撑。     

漂珠水泥浆在下二门油田固井中的应用

下二门油田具有产层裂缝发育、地层孔隙喉度大,地层破裂压力低,漏失层多等特性,加之水泥封固段又特别长,对固井质量提出了很高的要求。针对下二门油田固井的特点和难点,采用漂珠低密度水泥浆进行长封固段固井施工,现场实践证明,漂珠水泥浆各项性能均能满足油层固井的需要,有效地解决了下二门油田易漏地层长封固段固井难题。     

漂珠水泥浆在下二门油田固井中的应用

下二门油田具有产层裂缝发育、地层孔隙喉度大，地层破裂压力低，漏失层多等特性，加之水泥封固段又特别长，对固井质量提出了很高的要求。针对下二门油田固井的特点和难点，采用漂珠低密度水泥浆进行长封固段固井施工，现场实践证明，漂珠水泥浆各项性能均能满足油层固井的需要，有效地解决了下二门油田易漏地层长封固段固井难题。     

注采井长封固段固井技术的研究与应用

油田区域的长期开采造成了地层下部压力明显低于上部,给注采井固井,特别是长封固段注采井固井带来许多困难.试验研究表明,适应于长封固段的梯度多凝水泥浆是由不同比例的水泥、降失水剂、分散剂、缓凝剂、膨胀剂和消泡剂组成.该水泥浆性能、水泥石强度、封固质量、油层保护方面均远远优于常规固井水泥浆,采用该水泥浆固井技术,提高了固井质量,减少了施工压力.现场应用表明,双级梯度多凝水泥浆固井技术能减少施工压力,防止压漏地层;在长封固段,双级梯度多凝水泥浆可以有效地防止水泥浆在凝结过程中因失重造成的油气窜槽,有效地压稳地层,保证固结质量;可以减少对地层的污染,快速封固好易漏、易塌等复杂地层,实现水泥浆在长封固段的紊流顶替,提高了封固质量.     

高强度低密度水泥浆体系的研究

深井、高温井固井施工中水泥封固段顶底温差大，一次封固井段长，易发生水泥浆漏失、低返等问题，固井存在许多困难和风险。依据紧密堆积理论，研究出了低密度水泥浆体系并对其性能进行了综合评价。评价结果表明，该体系具有密度低、强度高，失水量小，流变性及稳定性好，耐高温、耐腐蚀及长效性等特性。现场应用200多井次，结果表明，使用该水泥浆体系，固井合格率为100％，优质率达90％，能有效解决长封固段低压易漏层油气井固井过程中的难点，保证了固井施工质量。     

低密高强水泥浆体系的研究与运用

长庆油田姬塬区块深层系地下情况复杂,油水层发育、断层多,该区块井设计全井封固,封固段长平均2700左右,由于封固段长、水泥浆液柱压力高,固井施工中经常发生水泥浆漏失,严重影响了该区块的固井质量。使用免钻分级箍固井技术显然能解决固井过程中发生井漏的问题,但由于使用了分级箍,常存在脱落套不能下行至井底的问题,需进行二次施工作业。通过采用低密度高强度水泥浆体系不仅有限地解决姬塬油田长封固段井水泥浆易漏失、易发生油气窜的难点问题,同时也能实现了保护油气层的目的。低密高强水泥浆的流变性、失水性能、稠化时间、水泥石的力学性能等一些列特殊性能的分析,经过多次的室内试验,形成了流动性能和稠化时间满足施工要求,早期强度高的特性。     

低密高强度水泥浆在下二门油田的应用

下二门油田深层系地下情况复杂 ,气层发育、断层多 ,该区块上的井设计封固段一般在 1 3 0 0～ 2 1 0 0m。由于封固段长、水泥浆液柱压力高 ,而断层处地层胶结力又较低 ,固井施工中经常发生水泥浆漏失 ,严重影响了该区块的固井质量。通过采用低密度高强度水泥浆体系不仅有限地解决了下二门油田长封固段井水泥浆易漏失、易发生油气窜的难点问题 ,同时也实现了保护油气层的目的。     

功能性固井工作液研究进展

随着油气勘探开发工作的逐步深入以及向深层、复杂地层、非常规储层、海洋等领域的拓展,油气井固井难度显著增加,对固井后水泥环长期密封性能要求越来越高,固井工作液体系的研发及应用面临新的挑战。从长封固段大温差水泥浆体系、韧性水泥浆体系、防腐蚀水泥浆体系、稠油热采井固井水泥浆体系、自修复（自愈合）水泥浆体系、深水固井水泥浆体系及功能性前置液体系,总结了近年来固井工作液体系的技术进展。根据复杂井固井作业面临的挑战,从固井新材料及功能性水泥浆体系两方面提出了今后的攻关方向。      

长封固段低密度水泥浆固井技术

晋古13井是一口井深为4988.56 m的奥陶系潜山预探井,三开完钻后,要求在2780～4987.5 m井段下入φ 177.8 mm尾管进行固井,重点封固好3886～4366 m的油层井段.由于本井存在盐膏层、煤层及溶孔和裂缝型地层,钻井过程中曾发生垮塌和漏失,且裸眼段地层井径大而不规则,套管重叠段环空间隙小,水泥封固段顶底温差大等客观因素,需一次封固水泥2200多米,存在许多困难和风险.通过研制低密度水泥浆体系,优选G309、G301、GH-9和ZW-1控制水泥浆性能,采用适当的固井技术措施,保证了施工的顺利,固井质量达到了优质,为长封固段、高温井、复杂井的尾管固井施工积累了成功的经验.     

低压易漏深井大温差低密度水泥浆体系

针对塔中低压深井长封固段大温差固井面临的低密度水泥浆高温稳定性差、易漏失、返出井口后长时间无强度等固井技术难题,开展了密度 1.20~1.60 g/cm3大温差低密度水泥浆体系研究。从抗压、抗剪切性能、颗粒形态等方面对漂珠进行优选;基于颗粒级配原理,从提高水泥浆稳定性和抗压强度出发对减轻剂、填充剂、超细材料进行优选及合理组配,结合缓凝剂和降失水剂之间的协同作用,设计出一套长封固段大温差低密度水泥浆体系。实验结果表明:该低密度水泥浆体系流变性好,失水低,模拟工况条件下,水泥浆上下密度差小于 0.02 g/cm3,稠化时间和强度发展满足施工要求,能满足温差 70~120 ℃、一次性封固 6 000 m左右的固井需要。     

丘东27井长封固段固井实践

现场固井施工中,一般水泥封固段长800~1200m,而丘东27井由于构造断层多,地下情况复杂,要求一次水泥封固段长达3125m,这在以往的固井施工中极为罕见。由于长封固段固井时,井底流动温度与水泥浆返回处的静止温度差异较大,会造成水泥面处的水泥浆凝固不好,甚至长期不凝固,严重影响固井质量;长封固段固井将会大幅度地增加井底液柱压力,固井时极有可能发生漏失。通过大量室内试验,采用2种水泥浆体系进行固井,上部井段采用适用温度范围宽的低密度矿渣浆体系,下部井段采用常规密度水泥浆体系,并辅以适当的固井施工措施,克服气候极冷等诸多困难,固井一次成功,固井质量优质,为同类油井的固井提供了经验。     

LN油气田深井单级全封固井技术

LN油气田二次开发井简化为二开结构,油层套管采用低密度水泥浆单级全封固井方式,完成了9口井深为5 000 m左右的深井下入Φ200.03 mm套管的固井施工.固井作业依据多级颗粒级配的紧密堆积原理,合理级配水泥浆的固相成分,应用高强度超低密度与常规密度相结合的防漏、防窜水泥浆体系;根据地层漏失压力,通过模拟计算施工不同阶段产生的动液柱压力,控制不同的施工排量,实现施工全过程的压力平衡,避免了固井过程中的地层漏失,解决了老油田后期开发低压油气层长封固段防漏、防窜问题,固井质量满足了开发和油气层保护要求.对长封固段上下大温差、顶部水泥浆低温缓凝、水泥石强度发展慢现象有了新的认识和了解.     

固井用新型高温缓凝剂的研究与应用

针对深井、超深井长封固段大温差水泥浆柱顶部强度发展缓慢的问题,通过自由基水溶液聚合方法,研制了新型聚合物类高温缓凝剂GWH-1,并对其性能进行了评价。结果表明:GWH-1耐温可达200℃,抗盐可达饱和;通过调整GWH-1加量,能调节水泥浆的稠化时间;经130℃养护后低密度水泥浆(1.30 g/cm3)的稠化时间为386min,在30℃下养护72 h后的抗压强度大于3.5 MPa;高温水泥浆无游离液且水泥石上下密度差小于0.02 g/cm3;水泥浆综合性能良好,解决了长封固段大温差固井水泥浆顶部超缓凝难题。GWH-1在塔里木油田RP7008井等进行了应用,封固段固井质量优良。对深井长封固段提高固井质量、简化井身结构及节约钻井成本等具有重要意义。     

聚合物缓凝剂及长封固智能化水泥浆体系的应用

为满足高温深井长封固段固井需要,研究了聚合物缓凝剂SD210及60～180 ℃大温差的水泥浆体系,并对其性能作了深入的研究。结果证明,SD210缓凝效果明显,ADV-Cement水泥浆体系在低温条件下水泥石早期强度高,且浆体稳定,稠化性能与防气窜性能良好,现场应用表明能满足长封固段固井施工需要。     

大温差超高密度水泥浆固井技术研究与应用

封固异常高压气层和高压盐水层需要采用超高密度水泥浆进行固井。针对目前常用的超高密度水泥浆普遍存在流动性和沉降稳定性差、长封固段大温差条件下顶部水泥超缓凝等问题,室内开发出一套新型大温差超高密度水泥浆体系,结合EST先导浆处理技术及与之配套的固井工艺,提高顶替效率从而提高固井质量。室内实验和现场应用情况表明,文章研究的新型高密度水泥浆体系,室内水泥浆密度可达到3.00g/cm3,现场实际应用水泥浆密度2.50g/cm3,具有流动性和沉降稳定性良好、顶部水泥石早期强度高、防窜能力强,现场适应性好等优点。在川东北地区的高压气层和高压盐水层固井效果良好,保障了川东北气田勘探开发的顺利实施。     

三凝水泥浆体系在深井、超深井固井中的应用

川东北地区Φ177.8 mm尾管固井存在裸眼井段地层承压能力低、高低压力系统同存、气显示层段多、温差大、喇叭口附近水泥浆易发生超缓凝、强度不够的固井技术难题。针对固井技术难题，提出采用三凝水泥浆体系分别封固油气层、非油气层的技术思路；套管重合段采用常规密度水泥浆封固，能有效地防止高温水泥浆超缓凝现象。该体系在七北103井固井中的应用，取得了固井质量优为30.98%，中为39.54%，差为29.48%的良好效果。对比同一构造同一套管层次固井作业，尤其是套管重合段，该体系保证了悬挂器处封固质量，注水泥后井口没有出现喇叭口附近窜气冒气现象，有效地防止了气窜的发生。声波测井结果表明，复杂井段的封固质量达到了防气窜的目的。     

大温差低密度水泥浆性能研究

长封固段大温差固井具有一次性封固段长、封固段底部与顶部温差大的特点,容易导致顶部水泥浆长时间无强度。目前针对大温差缓凝剂的研究较多,其他相关外加剂的大温差性能较少有关注,同时较少有针对100℃以上大温差固井的研究。针对大温差固井的特点,对降失水剂、分散剂和缓凝剂的大温差性能进行评价和筛选,降失水剂C-G86L和缓凝剂C-H42L具有良好的大温差性能,而分散剂对大温差性能有不利影响。构建了1.4 g/cm3大温差低密度水泥浆体系,并引入丁苯胶乳,提高了水泥石在低温下的强度发展。此体系在温差110℃、顶部温度20℃下48 h强度达到858 psi（5.92 MPa）。      

LD油气田深井全封固固井技术

LD气田预探井具有一次封固段长、温差大、易漏失等难点。现场应用高强低密度水泥浆体系,控制不同阶段的施工排量等方法,解决了低压油气层长封固段防漏、防窜问题,固井质量满足了开发和油气层保护的要求。