漂珠低密度水泥的研究与现场应用

详细介绍了漂珠低密度水泥浆体系性能特点,并研制了增强剂提高体系早期强度,利用填充效应理论改善水泥石渗透率、胶结强度和流变性能.现场应用证明:漂珠低密度水泥浆体系满足胜利油田固井低压漏失层、长封固段的固井要求,解决了低压漏失地区固井技术难题.     

低密度高强度水泥浆体系研究

低压易漏地层在固井过程中易发生漏失,因此低压易漏地层固井要求降低水泥浆密度.介绍了一种能满足低压易漏地层的密度为1.20～1.50g/cm3低密度高强度水泥浆体系,该体系引入了一种根据紧密堆积理论开发的增强材料DRB- 1S,DRB- 1S能够使漂珠低密度水泥浆体系具有良好的稳定性及密实性.低密度高强度水泥浆性能评价结果表明:该水泥浆体系稠化时间易调,失水量低于50mL,24h抗压强度高于10MPa,体系稳定,满足固井施工要求.     

江苏油田漂珠低密度水泥浆体系的研究与应用

为了解决江苏油田调整井、长封固段固井井漏等难题,并简化施工工艺,研制开发了漂珠低密度水泥浆体系(W/C＝0.60、密度＝1.36g/cm3).室内研究表明,在60℃和70℃温度下,漂珠低密度水泥浆体系的水泥石抗压强度高于16MPa,水泥浆的滤失量低于100mL,自由水为0,水泥浆体的其它基本性能和工程性均满足固井施工的技术要求.在江苏油田应用漂珠低密度水泥浆固井5口后,其中优质段占68.80%、合格段占25.31%、差段占5.89%;固井合格率为100%,其中优质率占60%.     

漂珠水泥浆在煤层气井中的应用

说明了有效解决固井作业对煤层伤害降到最低程度与提高固井质量的矛盾的目的。介绍了通过合理匹配漂珠及早强剂等添加剂的比例，优选出一套高强度低密度的水泥浆配方的方法。室内与现场试验都表明，该水泥浆具有体系稳定，其外加剂配伍性好，流动性能好，密度可调范围大、强度能达到API标准要求等特点。提出了漂珠水泥浆应用于煤层气有利于煤层保护和满足施工需要的结论。     

CP-55在青西低密度固井中的研究与应用

玉门油田青西区块为提高井身的承压能力,实现产层的压裂改造,采用全井封固的油层固井方式。考虑地层承压、施工压差等因素,全封固需用低密度固井来实现。青西区块低密度固井采用普通漂珠作为减轻材料,普通漂珠作为低密水泥浆的减轻剂有加量高、水泥石强度低、浆体受压增稠、增密度等问题。经调研引入了高承压减轻材料CP-55,调配形成了青西CP-55低密度水泥浆体系,经过现场应用,彻底解决了以上问题。     

基于紧密堆积理论的低密度固井水泥浆设计

合理的颗粒级配是提高固井水泥环内部密实度、早期力学强度和界面胶结能力的关键。基于此,本文从几种典型的连续颗粒级配的紧密堆积理论中优选出DFE进行固井水泥浆体系设计,并通过大量实验首次确定了适宜G级油井水泥基深水固井水泥浆体系设计的n值最优范围:0.33~0.40。结合激光粒度分析仪实测结果,在粒径≤3.38μm、3.38~70.70μm、≥70.70μm三个范围内依次采用纳米CaCO_3(nano CaCO_3,以下简称“NC”)、G级油井水泥和漂珠,并按DFE(n=0.33~0.40)体积分布曲线进行混配。在此基础上,提出一种密度为1.50 g/cm^(3)的低成本低温早强三元固相级配水泥浆体系,并与漂珠二元固相水泥浆体系和NC二元固相水泥浆体系的性能进行对比。研究结果表明:该三元体系水泥石的抗压强度、抗折强度和二界面胶结强度相比于漂珠二元体系和NC二元体系分别提高了7%~21.1%、13.4%~51.9%和41.4%~122.2%。三元体系的固井水泥石在垂向上的最大密度差为0.022 g/cm^(3)。基于DFE设计的三元体系具有良好的流变性、稳定性和力学性能。DFE对于多元固井水泥浆体系的设计和应用具有一定的指导意义,在保证低密度的前提下能够有效地提高固井水泥石的早期强度和综合性能。     

新型低密度水泥浆体系在大庆油田深层气井中的应用

针对常规漂珠的批量生产限制、承压能力差,非漂珠低密度水泥浆体系密度可控范围窄、低温强度低等问题,进行了新型深井高强低密度水泥浆体系的研究。选用新型高承压人造空心微珠作为主减轻剂,以颗粒的合理级配及紧密堆积为理论基础,通过水泥石抗压强度、水泥浆沉降稳定性等试验优选了DC-1、DC一2外掺料,并确定最优配比。复配外加剂体系后,研制出密度为1.30~1.40 g/cm~3的低密度水泥浆体系,具有密度低、强度高、稳定好等特点。该体系泥浆在大庆油田徐家围子区块肇深19井成功应用,取得较好的效果,具有良好的推广应用前景。     

钻井完井过程中煤层气储层伤害机理分析与控制措施

本文综述了中国煤层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征,提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁.为了防止储层伤害,钻进过程中应首先考虑使用空气钻井,其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系.对于水平井和定向井,可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系,实现近平衡压力钻井.固井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系.     

英买2-16井深井长封固段固井技术实践

英买2-16井位于塔里木盆地塔北隆起英买力低凸起英买2号背斜构造,二开完钻井深为5821m,177.8mm技术套管下深5819m,二开采用分级固井,分级箍位置为2996.4m。针对该区块地层承压能力低、易漏失、水泥封固段长、常规固井方法无法满足固井要求的问题,采用双凝双密度水泥浆体系固井。一级固井采用以DRF-120L降失水剂为主剂的1.45g/cm3和1.88g/cm3双密度大温差水泥浆,封固段3300～5821m;二级固井采用以DRF-300S为主剂的1.45g/cm3低密度水泥浆,封固段0～2996.4m。声幅测井结果显示,固井质量合格,现场应用表明,采用低密度水泥浆配合常规密度水泥浆固井技术,提高了低压易漏井、长封固井段的固井质量。     

低密度复合水泥基煤层气井固井材料研究

采用理论分析与试验研究相结合的方法,系统地开展了低密度复合水泥基固井材料研究。首先,分析了煤层气井固井的特点以及常用的低密度固井水泥浆体系,提出了基于油井水泥与硫铝酸盐复合的"水化协同效应",采用空心玻璃微珠为减轻剂、葡萄糖酸钠为缓凝剂,进而研发低密度复合水泥基固井材料的新思路;然后,按不同比例对油井水泥与硫铝酸盐水泥进行复合,研究复合浆液的流动性、凝结时间、可泵期、抗压强度等基本性能,确定复合水泥浆液基础配方。在此基础上,分析不同加量的空心玻璃微珠及葡萄糖酸钠对基础配方性能的影响,进而研制获得适于煤层气固井的低密度复合水泥基固井材料优化配方。最后,对优化配方的主要性能进行评价。结果表明,所研究的低密度复合水泥基固井材料具有浆液密度较低、流动性好、凝结时间可控、快硬早强、绿色环保等特点。     

防漏水泥

为了解决在低压、裂隙地层固井水泥浆的漏失问题，我们开展了低比重水泥浆的研究工作。经过多次试验证明，在水泥里加入热电厂烟灰——玻璃漂珠，水泥浆比重可以降到1.25—1.60，强度为5.0—8.0MPa，其他性能均可随意调整。因此，这种低比重水泥浆是目前比较理想的防漏水泥。一、室内试验效果1．玻璃漂珠的物理化学性能（1）物理性能：将热电厂烟灰放入水内分离，其中能在水面上漂浮的空心粒状物质即为玻璃漂珠，     

金跃101井7000m一次上返固井技术

金跃101井位于塔里木盆地塔北隆起轮南低凸起西斜坡,二开完钻井深7161m,垂深7153.28m,造斜点6942m,ф200.03mm+ф177.8mm技术套管下深7159m。针对该区块地层承压能力低、易漏失、水泥浆一次上返至井口、常规固井方法无法满足固井要求等问题,采用三凝双密度大温差水泥浆体系,同时制定对应技术措施防止下套管及固井过程中发生漏失。先导浆及领浆采用1.35g/cm3低密度大温差水泥浆,封固段0~5449m,尾浆采用1.88g/cm3常规密度水泥浆,封固段5449~7161m。声幅测井结果显示,固井质量合格,现场应用表明,采用低密度大温差水泥浆技术,提高了低压易漏井、长封固井段的固井质量,为该区块超深井一次上返固井提供了借鉴。     

汶川地震断裂带科学钻探项目WFSD-2孔防漏固井技术研究与应用

汶川地震断裂带科学钻探项目二号孔(WFSD-2)钻探施工过程中,地层破碎,坍塌、掉块严重,钻进过程中发生多次井漏。为防止固井过程中发生漏失影响固井质量,采用低密度防漏水泥浆常规单级固井工艺。经过多次水泥浆性能试验,调配出了既具有良好流动性、又具有触变性的低密度纤维防漏水泥浆配方。该低密度纤维防漏水泥浆体系在WFSD-2孔168.3 mm套管固井中施工顺利,应用效果良好。     

准噶尔盆地深井长封固段固井技术研究

通过在准噶尔盆地的长封固段固井技术研究，总结了长封固段固井的固井技术措施，解决了长封固段固井的技术难题。结果表明：漂珠水泥浆体系可以有效地解决准噶尔盆地的长封固段技术难题，也为长封固段固井技术提供了新的思路。     

建筑水泥设计一次上返低密度防漏水泥浆体系室内研究

针对长庆油田吴起、定边区块一次上返固井过程中易发生漏失造成水泥返高不够或低密度水泥封固段固井质量差的问题,研究开发防漏低成本胶凝材料建筑水泥、减轻材料和低密度水泥浆体系,形成适合吴定区块一次上返固井施工要求的低密度防漏失水泥浆体系。通过大量室内试验研究,用建筑水泥与人造微珠、轻珠配制低密度水泥浆;密度1.15g/cm3的水泥石抗压强度大于6.0MPa/7d(40℃);同时研究完成改进型低温早强剂GQD-2配方;研究完成A级水泥配制低密度水泥浆配方;完成建筑水泥、A级、G级水泥配制低密度水泥浆抗压强度对比实验。实验结果表明,建筑水泥配制低密度低成本水泥石抗压强度7d大于6MPa,满足现场施工要求;改进后的低温水泥早强剂GQD-2水泥石抗压强度提高;A级油井水泥石满足低密度水泥石抗压强度的要求。     

微硅低密度防窜水泥浆在调整井中的应用

针对江苏沙埝、闵桥、真武老区小断块油田由于受地层岩石特性和长期注水开发的影响,同一井内存在高、低压等多压力系统,溢漏并存的复杂情况时有发生.采用常规水泥浆密度已无法达到固井施工安全和质量的要求.根据完钻时的泥浆密度和固井防溢漏的要求,在室内采用分段稠化试验方法设计了密度为1.46的微硅水泥浆体系,现场应用取得了很好的效果.     

钻井完井过程中煤层气储层伤害因素分析与控制措施

本文综述了中国煤层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征，提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁。为了防止储层伤害，钻进过程中应首先考虑使用空气钻井，其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系。对于水平井和定向井，可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系，实现近平衡压力钻井。固井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系。     

复合低密度水泥浆体系在苏里格气田的研究与应用

苏里格气田属于低压、低渗透气田,存在承压能力较低的地层,固井作业时易发生漏失,为提高套管串压力完整性及钻完井作业的时效性,固井设计要求固井水泥浆一次上返对环空进行全井段封固。室内实验研究了一种以GGQ为主要材料的低密度水泥浆体系,该水泥浆体系具有密度低、强度高、性价比优良等特点。现场试验结果表明:应用复合低密度水泥浆体系进行固井作业,固井质量良好,可以满足苏里格气田一次上返全井筒封固的要求。     

泥浆性能对固井质量的影响探讨

固井质量对油气井生产及后续井下作业影响重大,水泥浆性能是固井成功与否的关键。为了有效提升固井成功率,分析了水泥浆密度、失水、稳定性、稠化时间、抗压强度等性能对固井质量的影响,对水泥浆体系进行优化设计,有力地保证了固井质量。     

新型固井增强材料的研究与应用

低密度水泥浆技术是解决低压易漏层固井问题的有效手段,为满足降本增效的要求,目前各大油田常用的普通低密度水泥浆体系性能也捉襟见肘,水泥石强度低的问题尤为凸显。加入常规促凝剂后常会明显缩短稠化时间,但对水泥石增强作用不明显,同时,普通低密度水泥浆体系常存在耐压能力差、稳定性差、强度低等问题。在低密度水泥浆体系中加入一种新型增强材料(ZQ-A),可使水泥浆在很大的水灰比的情况下保持极好的稳定性和高的强度,且该体系成本低,解决了成本和性能之间的矛盾,具有良好的综合性能。