水平井固井水泥浆技术

本文论述了水平井固井面临的主要技术问题以及针对问题对水泥浆性能的要求。同时介绍了水平井固井水泥浆室内试验与常规试验的不同之处。总结了长庆局水平井固井水泥浆技术的研究，发展与完善情况及其所取得的成绩。     

高温大温差固井水泥浆体系研究

针对高温深井长封固段大温差固井面临的水泥浆顶部强度发展缓慢、易气窜等固井技术难题.在对高温大温差水泥浆设计难点分析基础上,通过合理设计水泥浆外掺料组成,优选抗高温性能好、对水泥石强度影响较小的外加剂,并研制出一种新型强度调节剂FZ-1,加快水泥石顶部抗压强度发展,最终设计出一套密度为1.90g/cm3,能有效解决顶部水泥浆超缓凝问题的高温大温差水泥浆体系.实验结果表明,该体系沉降稳定性好、失水量小、稠化时间可调、早期强度高且具有良好的防窜能力,能够满足循环温度为110～140℃,温差为50～70℃的高温大温差固井施工要求.     

西江24—3—A14大位移井244.5mm套管固井技术

西江２４－３－Ａ１４大位移井在下深超越６０９６ｍ的情况下，采用“认真准备优质井眼”“合适磁管漂池接箍和套管漂浮技术”“使用多刃滚柱套管扶正器”“慎选套管位置”等特别技术，成功地下入２４４．５ｍｍ套管５６６根，仅用４６．５ｈ就完成了该井的固井作业。     

耐高温高密度防腐固井水泥浆

深层含酸性气体油气井中,高温、高压含CO₂气体环境易腐蚀水泥石,破坏水泥环密封完整性。为开发具有防腐能力的高温高密度固井水泥浆体系,对水泥浆关键材料进行研究,构建了抗高温高密度防腐水泥浆体系,分析了水泥浆性能和微观形貌。实验结果表明,锰矿粉加重剂能显著提高水泥浆密度,制备的水泥浆体系高温下抗腐蚀能力较好;研究的降失水剂JS18L、缓凝剂H16L在高温下能降低水泥浆失水量,调节稠化时间。将无机复合防腐剂NAM-H、聚合物防腐剂SZ-M2结合使用,作为防腐材料可增强水泥石防腐性能。使用研究的添加剂材料构建密度为1.90～2.20 g/cm3的抗高温高密度防腐水泥浆,水泥浆体系流变性好,稳定性高,失水量小于50 mL,稠化时间在3～5 h可调,满足固井作业要求。高密度水泥石高温下力学性能稳定,防腐能力强,水泥石腐蚀30 d的抗压强度衰退率在25%以内,腐蚀深度小于1.5 mm。该研究成果可为高温高压酸性气井以及二氧化碳地质封存井固井作业提供技术支持。      

塔里木油田高密度水泥浆固井实践

塔里木油田地区的深井、超深井钻井过程中,经常遇到高压油气层、盐水层和盐岩层,针对这些地层的特点和固井难点,进行相关技术调研,确定了高密度水泥浆的基本性能要求;根据水泥外加剂的生产技术水平,筛选水泥外加剂,形成了多套高密度水泥浆体系。还对加重隔离液和固井工艺方面进行技术研究,形成了适合塔里木油田高密度水泥浆固井的配套工艺。采用该工艺基本解决了塔里木油田的高密度水泥浆固井难题。     

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.     

泌深1井φ244.5mm套管固井技术

泌深1井是中国石化集团部署在泌阳深凹陷区的一口重点风险探井,三开后φ244.5mm技术套管下深4 500 m,预测4 500m处的地层温度为168 ℃,要求水泥浆返至地面.该固井技术的具体施工方法与措施是:采用双级注水泥固井方式,降低固井施工风险;对水泥浆体系进行试验,包括进行高温水泥浆体系试验.进行分级固井水泥浆的选择工作等.研制的高温水泥浆体系具有综合性能优良,失水易控制,稠化时间可调,抗压强度高和较好的抗高温性等特点,基本可满足高温井(130～170 ℃)固井施工的需要.     

冷科1井?139.7mm油层套管双级固井技术

冷科1井位于柴达木盆地冷潮五号,是石油天然气集团公司的1口重点科学探索井。完钻井深5200m,?139.7mm油层套管下深4854.63m,封固段从套管鞋到井口,钻井液密度为1.80g/cm3,井底循环温度达到120℃。在高温、高压、长封固段井中综合采用提高顶替效率、防气窜、高密度水泥浆等技术措施后,双级固井取得成功,固井质量优质。     

莫深1井φ244.5 mm+φ250.8 mm中完固井水泥浆技术

莫深1井是中石油的重点探井,设计完钻井深7380m,三开使用Φ311.2mm钻头钻进至6406m,单级固井一次封固2906m,这将导致长封固段顶部水泥浆会过度缓凝,不利于强度发挥的问题.针对这一难题,通过室内大量实验,对水泥浆体系进行改进、研究,优选出了合适的水泥浆抗高温外加剂,设计了满足施工要求且封固段顸部96h强度达到13.8MPa的水泥浆体系,结合莫深1井固井施工设计,较好地解决了高温深井长封固段固井问题.     

河南油田张28井油层套管固井技术

张28井是河南油田第一口大斜度、多靶心定向井。设计井深2961m,三开钻头216mm井眼,完钻井深3034m,最大井斜74·9°,140mm油层套管下深3004m,水泥返高1973m。由于固井难度大,如果采用常规固井方法,固井质量很难保证。采取了切实有效措施,包括井眼准备,扶正器的选型和加量,所用的冲洗液,隔离液及水泥浆。保证了套管的顺利下入,固井质量达到了设计要求。     

呼探1井?139.7 mm尾管精细动态控压固井技术

呼探1井?139.7 mm尾管固井时封固段长、井底温度高,导致存在漏失与溢流风险大、对水泥浆性能要求高及水泥浆稠化时间不易控制等技术难点。为解决上述技术难点,在该井?139.7 mm尾管固井段进行了精细动态控压固井技术试验。通过优化水泥浆配方、精细设计浆柱和优化设计套管扶正器安放位置,制定确保井筒动态压力介于地层孔隙压力与漏失压力之间等的技术措施,利用精细控压钻井装备,实现了控压下尾管、注水泥和水泥浆候凝,最终实现了全过程精细动态控压固井,该井?139.7 mm尾管固井质量合格。呼探1井?139.7 mm尾管精细控压固井成功,表明精细控压固井能够提高超深井长封固段窄安全密度窗口地层的固井质量,可为准噶尔盆地南缘深层油气勘探提供技术保障。      

柴达木盆地北缘断块带高密度防窜水泥浆固井技术研究与应用

针对柴达木盆地北缘地区油气水层分布段长、压力异常的固井难点，从加重剂、外加剂、防窜性、抗盐性等方面对高密度水泥浆进行了系统研究，提出了设计高密度水泥浆的原则和要注意的问题及对加重剂性能的要求，筛选出了合适的具有良好防窜性能的降失水剂，形成了一套适合柴达木盆地北缘地区固井的高密度防窜水泥浆体系，综合应用G60-S高密度水泥浆固井技术在冷科1井φ244.5技术套管双级固井、φ139.7生产套管双级固井中获得成功，固井质量分别为合格、优质。     

长庆陕224区块储气库井大尺寸套管固井技术

长庆陕224区块地层不稳定,本溪组泥岩段及煤层易出现坍塌,钻井液密度高,接近1.60 g/cm3,技术套管均采用φ244.5 mm大尺寸尾管固井,环空间隙大,冲洗顶替困难,影响水泥石胶结质量。同时储气库井单井注采气量大,工作压力高,长期的注采交变应力作用于水泥环,水泥环的密封完整性不易保证,易出现环空窜流、带压等问题。为此,开发优化了高密度高效冲洗隔离液体系以及韧性水泥浆体系。并在陕224区块靖平22-4-2井φ244.5 mm尾管固井中得到成功应用,固井质量合格率为95.46%,优质率为79.05%,后期注采施工顺利。     

塔河油田φ244.5mm技术套管单级双封井固井质量浅析

根据塔河油田的基本情况,分析了技术套管固井使用单级双封固井技术的原因。通过对单级双封井的固井质量统计,分析了固井质量优质率不高、多数井上下封固界面不明显的主要原因,并给出了提高单级双封井固井质量的技术措施。     

Z4井Φ244．5mm套管固井技术

介绍了Z4井在固井前及固井过程中发生严重井漏的固井施工、水泥浆体系及固井中的防漏措施。通过对井漏层位、套管串设计、水泥浆性能及施工步骤的精细分析和施工，该井固井质量优良，为同类井及低压井的固井提供了一定的参考。     

胜科1井Φ244.5mmΦ250.8mm复合尾管固井技术

胜科1井三开固井存在的盐膏层蠕变和软泥岩膨胀造成的井眼缩径、钻井液密度高(2.26 kg/L)、井径不规则、井底温度高(168 ℃)等问题及水泥封固段上下温差大(90 ℃)等技术难点,采取了优化钻井液性能、确定套管安全下入时间、选用高抗挤套管复合管柱和附件,采用抗高温抗盐抗污染高密度(2.30 kg/L)水泥浆和其他配套技术措施.在实际固井时,在下完套管发生井漏不返的情况下,采取先尾管注水泥后高压挤水泥的补救措施,固井质量合格,在四开钻穿孔1段下部及孔2段巨厚裂缝发育的泥岩地层、超长裸眼段、钻开多套压力共存地层和井下温度超高的情况下,没有出现Φ244.5 mmΦ250.8 mm复合尾管被挤扁现象,安全钻至井深7 026 m.     

ZG112深井低密度高强度韧性水泥浆固井技术

ZG112井是塔中1号气田的一口碳酸盐岩开发井。该井?200.03 mm套管单级全封固井中存在以下难点:①二叠系地层易漏失;②一次封固段长6 132 m,大部分井段井径不规则,水泥浆量大及钻井液替量大;③上下温差110 ℃,顶部水泥浆抗压强度发展缓慢。根据紧密堆积理论和颗粒级配技术,研制出低密度高强韧性堵漏水泥浆体系,密度在1.15~1.35 g/cm3范围内可调,稠化时间变化小,80 ℃、21 MPa、48 h条件下抗压强度可达到14 MPa以上,稳定性好,满足现场施工要求。同时研制了与水泥浆、钻井液相容性好的冲洗微锰加重隔离液,能够实现对井壁虚厚滤饼的有效清洗,预防水泥浆与钻井液的相互接触污染。结合1.88 g/cm3高密度水泥浆固井技术等配套措施,在ZG112井现场固井实践过程中未发生漏失,水泥浆一次性上返,固井质量合格率91.2%,优质率70%,有效解决了ZG区块低压易漏大温差长封固段固井难题。     

安岳气田磨溪009-4-X2井尾管固井技术

针对磨溪009-4-X2井φ177.8 mm尾管固井存在的井底温度高、封固段长、油气显示活跃且跨度长、钻井液密度高且污染严重、下开钻井液密度降低等难题,通过开展加重材料进行优选、对膨胀增韧机理、污染机理、优化工艺参数等研究,形成了高强高密度韧性防窜水泥浆体系、高效抗污染/冲洗隔离液体系及配套工艺技术等措施,解决了顶部水泥浆强度发展慢、高密度水泥石韧性改造难度大、水泥浆与钻井液污染严重、界面胶结质量差等问题,保证了固井施工安全,固井质量合格率为94.5%,优质率为74.8%,解决了固井质量差的难题,为该区块整体固井质量的提高提供技术支撑,为安岳气田高压深井的安全高效开发提供保障。      

低密度高强度水泥浆固井技术在吐哈油田的应用

吐哈油田属于低压低渗油藏,井下漏失问题一直是钻井和固井过程中的最大难题,为解决长封固井段固井、低压易漏井固井、全井封固的气井固井和使用微泡沫钻井液钻井后的固井的难题,采用低密度高强度水泥浆体系固井.经现场应用表明,低密度高强度水泥浆通过合理调整外加剂的加量,水泥浆的稠化时间和其它性能可任意调节,在温度为40～90 ℃下,密度为1.3～1.6 g/cm3时,该水泥浆体系稳定,流变性能良好,抗压强度高,失水量低,游离液低,凝结成水泥石后体积不收缩,结构致密,渗透率低并有一定的防窜能力.该水泥浆有效地解决了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,固井合格率为100%,优质率为70.8%.