空心微珠低密度水泥浆固井质量评价方法探讨

空心微珠低密度水泥浆固井质量评价方法探讨王玺，谢荣院（河北廊坊１０２８０１）低密度水泥浆是近几年发展起来的一项固井新技术。在中低压产层不断增加的情况下，采用低密度水泥浆固井，对于增加勘探储量、提高单井产能、有效地开发油气资源和解决井下复杂问题都具有重...     

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.     

降低固井水泥浆密度的新技术

针对现有低密度固井水泥浆存在的一些问题,介绍了一种有效降低水泥浆密度的新技术,即使用新型密度减轻材料———美国3M公司生产的中空玻璃微球(HGS)作为密度减轻剂。介绍了中空玻璃微球HGS的基本特点,对HGS低密度水泥浆进行了杨氏模量和抗张强度实验、压力和温度循环下的胶结强度实验、钻穿测试实验及现场测试,并与泡沫水泥浆和硅酸钠水泥浆进行了对比。实验及测试结果表明,添加了中空玻璃微球HGS的水泥浆有效地降低了密度,并且其混合、泵送及抗压强度、胶结质量等完全可以满足井下作业的要求。     

低密度水泥浆固井质量评价方法探讨

随着低密度水泥浆固井技术的广泛应用,现有固井质量评价标准已经不能满足要求,因此有必要在充分研究各影响因素的基础上对现有固井质量评价方法进行修正。通过分析井下声场,建立了套管井井下声场模型,结合各因素对水泥石声学特性的影响及固井质量评价标准的制订依据,提出了固井质量评价标准改进方法,并给出了改进条件下固井质量评价标准的操作步骤。通过对比改进条件下与常规条件下的测井响应差异,得到改进后的固井质量测井评价指标。拟合了不同密度下声幅幅值的函数方程,且各方程相关系数均大于0.93。对比拟合方程线性系数发现,微硅低密度水泥浆体系的拟合系数大于漂珠微硅复合低密度水泥浆体系,拟合系数最小的为粉煤灰低密度水泥浆体系;候凝达48 h时,声幅上限各系数分别为20.74,19.15和18.82,声幅下限各系数分别为20.85,14.81和12.96。各低密度水泥浆体系的固井质量评价指标均随密度增大而减小,且具有很强的线性相关性,改进后的评价标准能根据水泥浆种类及其密度值准确地计算出评价指标,该方法对固井质量评价标准的改进具有很强的指导意义。      

低密度水泥浆固井质量评价刻度试验研究

为了对低密度水泥浆固井质量进行评价,建造了低密度水泥浆固井质量模型。通过模拟试验研究了水泥浆固结硬化为水泥石的一段时间内,其声波速度、声阻抗及抗压强度、剪切力等参数的变化规律。试验表明,水泥浆中使用了添加剂后,水泥固结时间延长;水泥石的剪切力和抗压强度随水泥浆凝固时间增加而增加。低密度水泥石的抗压强度和剪切力更小,使用低密度水泥浆固井时要求层间封隔的距离比常规水泥浆固井要长才能起到封固作用。进行了低密度水泥浆固井第Ⅰ界面固井评价刻度试验,采用声幅相对值法和胶结比法得到第Ⅰ界面固井质量评价标准。该试验结果为正确评价低密度水泥浆固井质量提供了依据。     

国外高温高压固井新技术

介绍了国外几种高温高压油气井固井用新型水泥浆体系.柔性水泥浆配方中含有柔性外加剂、膨胀剂和常规外加剂,对挠曲强度和抗压强度、泊松比和渗透率、线性膨胀和水泥环寿命等性能指标的评价可知,该体系的特点是有弹性、可压缩性低、没有收缩、渗透率极低,可以避免由于井眼压力增加或温度升高引起的水泥环损坏.高密度高性能水泥浆体系(HDHPS)同常规水泥浆相比,浆体流变性可调、密度高(达2.88 g/cm3);具有更大的现场容忍性,更具稳定性;抗污染能力更强;有更高的抗压强度;在更宽的温度范围内,凝固更快、更均匀;最终的抗压强度更高;凝固水泥体积收缩少;凝固水泥的渗透率和孔隙度小.8次HDHPS作业均取得了很好的效果.介绍了北海Graben中部地区极高温/高压井(6口井平均井深在6000 m以上,温度超过200 C,破裂压力与孔隙压力的区间很小,井底压力超过110 MPa,井斜最大达35°)固井的成功经验.     

固井质量评价技术探讨

介绍了国内外固井质量检测方法，分析了目前固井质量评价中存在的主要问题，探讨了客观评价固井质量的方法及建议。声幅测井由于受微环隙、快速地层、水泥环厚度等方面因素的影响，测井资料易出现多解，常造成对固井质量的误判、错判。目前，国内大部分油田仍沿用声幅测井评价固井质量，致使固井质量合格率存在虚高现象，一定程度上掩盖了固井中存在的问题，也制约了固井技术的发展和固井质量的进一步提高。声波／变密度测井技术有效弥补了声幅测井的不足，可以较好地评价第一、第二界面的水泥胶结状况，建议将该项技术作为基本的水泥胶结测井评价手段加以推广和应用，分区胶结测井等先进的测井技术作为声波／变密度测井的补充手段应用。     

深井固井的若干问题

讨论了深井固井的几个问题，包括长封固段顶部水泥抗压强度的最新ISO标准方法、注水泥温度、窄环空固井带来的问题、深井钻井液、固井液的流变性及流变性试验方法、水泥环的收缩及工程设计问题、深井钻井液与完井液对水泥环及套管的腐蚀研究、深井堵漏问题、特高温固井的低密度水泥浆体系。     

复合型低密度水泥在调整井固井中的应用

复合型低密度水泥浆具有体系稳定，无析水，初始稠度低，流动性能好，密度可调节范围大等特点。     

克拉玛依油田成功使用微珠低密度水泥浆固井

由新疆油田钻井工艺研究院化验中心、钻井公司固井技术服务公司、新疆油田开发公司西北缘项目部共同承担的克拉玛依油田八区在钻井生产中,成功地运用微珠低密度水泥浆固井4口,各项技术指标均达到设计要求。 在新疆油田公司2003年开发方案中,计划在八区钻井198口井,是该公司2003年原油产量达到1060     

斯伦贝谢IBC成像测井在固井评价中的应用

常规CBL与VDL测井能定量评价固井质量第一界面的胶结情况及定性评价第二界面的胶结情况,但不能评价套管偏心、壁厚、窜槽、套管磨损及双层套管固井质量。斯伦贝谢最新一代用于套管及固井质量评价的IBC仪器能评价固井质量水泥返高、混浆带、套管偏心、壁厚、窜槽、微间隙及双层套管固井质量。     

声波测井固井质量评价研究

本文通过对5口井不同条件下86次声波测井资料及近几年部分可对比井的声波测井资料分析,阐述了时间推移、加压、射孔、压裂酸化等条件下水泥胶结评价情况。分析了影响固井质量评价诸因素,探讨了同一口井GFC-74型国产声幅仪与引进CSU的SLT-N声波变密度测井仪评价固井质量差异的原因。     

固井质量测井评价现状分析

介绍了几种评价固井质量的声波测井仪器，描述了它们的设计思想及工作原理，分析了它们各自的优缺点，并对影响声波水泥胶结测井的因素进行了分析和总结。     

泡沫水泥固井技术在青海油田的应用

针对青海花土沟油田、油砂山等油田低压油气井地层承压能力低。固井时易发生叠失的特点。固井时采用在漂珠水泥浆中加入FC或TW系列发气剂配制成的化学泡沫超低密度水泥浆．试验结果表明，化学泡沫超低密度水泥浆强度高、稠化时间易于控制。并具有低污染和一定的堵漏性能，能使水泥浆井下密度降低至l-30-1．35g／cm3，井口密度降低至0．90～0．95g／cm2，提高低压易漏地层的封固质量。降低对产层的污染．在青海油田2000～2002年的现场应用结果表明，泡沫固井技术在青海油田的应用已经成熟。从应用范围、应用数量和泡沫固井质量都有明显的提高．固井质量达到原先的预想，表明该泡沫水泥浆较好地解决了青海油田浅、中层低压易漏失井的固井问题．化学泡沫超低密度水泥浆避免了固井补救措施造成的费用。而且节约了大量的机械设备购置资金和维修费用。具有较好的经济效益．     

低密度固井质量声波测井评价方法研究

数值模拟了低密度水泥套管井中短源距声波测井全波波形,分析了水泥固井第1界面和第2界面情形的全波波形与流体环隙宽度的关系,建立了低密度水泥固井的套管波幅度校正关系式。认为在低密度水泥套管井中．若采用常规水泥固井的解释标准,用套管波评价第1界面水泥胶结时．需要进行校正．而评价第2界面水泥胶结时,可以不用校正。根据理论结果结合实际测井记录的波形特点．研究了波形信息提取方法,得到了第1、第2界面胶结指数等参数．用以评价固井质量。这种方法在西北油田低密度固井质量评价中获得了较好的结果。     

固井质量的综合评价

现行水泥封固质量是以声幅相对值大小来评价的。声幅相对值在15%以内为优,一般在30%为合格。但是现场以此为准则的评价结果却与实际情况有较大偏差,如一口井水泥封固质量按声幅相对值评价是优(或合格),而井口却冒油、气、水,或在试油射孔后油、气、水相互串通。一般声幅值只反映第一界面(套管和水泥环)胶结情况,加之声幅值要受到下井仪器居中度、校正及测井速度等因素的影响。     

固井质量评价测井技术综述

井温测井：20世纪30年代中期采用井温测井方法评价固井质量，它是利用水泥水化放热反应的原理确定水泥返高。     

吐鲁番油田丛式井固井水泥浆技术的应用

吐哈油田是近几年崛起的新型油田，虽然钻了几十口定向井，但固井质量却很不理想，合格率仅为８５％。原因是没有解决弯曲井段环形空间的高边水带和窜槽问题，水泥石强度低，顶替效果不高。通过室内实验优选了固井水泥、外加剂和水泥浆体系，确定了合理的水泥浆配方。通过胜南２－１井、胜南２－２井现场应用，固井质量全部优质。     

固井质量评价常用的测井方法

声波测井技术是一种发展最快和应用最广泛的现代测井方法之一,本文着重介绍了固井质量评价的常用三种声波测井方法,即水泥胶结测井、声波变密度测井和扇区水泥胶结测井,解释了各自的应用原理及其本身的优缺点。