华北油田复杂井固井技术

针对华北油田二连阿南，哈南高压注水采油区块和冀中潜山深井区块固井难度大和固井质量差等问题。华北石油管理局钻井工艺研究院在二连地区采用早强，膨胀和低失水水泥浆，并配合使用套管外封隔器，两凝固井工艺技术。解决了低温高压注水调整井固井作业中存在的问题，提高了固井质量；在冀中地区采用低密度，高强度，零析水，成膜型降失水水泥浆，配合采用双压双凝固井工艺技术，有效防止了井漏，油水互窜等井水复杂事故，提高了固井质量。早强，膨胀和低失水水泥浆低温早强，失水量小于200mL，在凝结过程中能产生有效膨胀，初凝和终凝时间较短，能有效防止气窜及油水互窜，成膜型降失水水泥浆失水量小于100mL，密度和稠化时间易调；有机塑性高分子胶粒在水泥凝结过程中由于被压缩而微膨胀，能有效补偿水泥石孔隙压力，达到防窜，改善水泥石韧性和变形能力的目的。     

提高柴东气田天然气井固井质量技术

对柴达木盆地第四系不成岩地层天然气气田进行了提高固井质量的研究,分析并得出了影响柴东气田天然气井固井质量和施工安全的因素为天然气气窜和井漏。为解决该问题,要求水泥浆使用防气窜降失水剂、晶格膨胀材料和纤维防漏材料,并缩短稠化过渡时间和静胶凝强度过渡时间。在柴东气田天然气井的表层套管固井使用低温低密度促凝早强水泥浆,并配合使用插入法固井技术,防止管内、管外的窜流发生;在技术套管固井中采用双凝防窜水泥浆和套管居中技术及近平衡压力固井技术,并应用螺旋紊流定位器提高顶替效率,通过应用该技术固井合格率为100%,优质率为85%,施工安全率为100%,全年无一口井发生管外窜事故;在气层套管固井中应用增韧双膨胀防漏水泥浆,其具有很好的防漏、防窜性能。     

二连油田加密调整井固井技术研究与应用

分析了影响二连油田加密调整井固井质量的原因,提出了控制钻井液的切力和黏度、选用高效冲洗液、油层段采用短过渡低失水微膨胀早强水泥浆、合理使用套管外封隔器等保障固井质量的技术措施.通过室内研究,引入了去油清污型高效冲洗隔离液,以优质的降失水剂和早强剂等为主剂配制出了适合油层段的水泥浆.该套提高固井质量的技术措施于2006年在三连油由加密调整井中进行了应用,固井质量较以前提高了17%以上,取得了较好的效果.     

水泥膨胀剂SEP-1在长封固段固井中的应用

为解决吐哈油田长封固段固井质量问题，研制了SNC(减轻剂) SEP—l(膨胀剂)低密度、高强度油井水泥。经现场7口井试验，未发生井漏、憋泵、低返等问题，质量全优，大大提高了固井质量。SNC可防漏、防塌和保护油气层；SEP—l可大大降低析水，补偿水泥凝固时的体积收缩，增加水泥石强度30％一50％。2种外加剂联合使用，可配成低密度、高强度水泥浆。由于加大了水灰比，一方面加大了水泥浆的紊流程度，提高了顶替效率；另一方面减少了水泥用量，降低了固井成本。SEP—l单独使用，可配成高密度水泥浆。     

胜利油田探井完井新技术

分析了影响探井固井质量的主要原因，包括井眼不规则、固井时油气上窜速度高、封固段长及固井工艺不完善等，介绍了提高探井固井质量的完井固井新技术，如泡沫水泥浆固井技术、低密度高强水泥浆固井技术、塑性水泥固井技术、水泥浆充填管外封隔器完井工艺技术等，并简单介绍了在胜利油田的现场应用情况。     

利用矿渣MTC技术解决复杂地层固井难题

分析了矿渣MTC浆失水、稠化时间、抗压强度、流变性、静胶凝强度发展等性能特点及技术优势，并与常规水泥浆进行了对比分析，认为矿渣MTC体系大部分性能指标优于水泥浆体系，可以满足现场固井技术要求。应用矿渣MTC固井技术解决了低压易漏失井、高压气井、调整井、长裸眼长封固段及复杂压力体系固井等固井技术难题，固井质量明显优于常规水泥浆固井。     

充气泡沫水泥浆固井技术在焦页9井的应用

针对涪陵区块外围探井固井过程中普遍面临的水泥失返、固井胶结差等问题,对焦页9侧钻井准244.50 mm技术套管固井难点进行了分析。采用低密度泡沫水泥浆体系,利用高压气体混合发泡方法,在掺有发泡剂、稳泡剂的嘉华G级水泥浆中直接产生泡沫,通过合理设计注气量,形成了充气泡沫水泥浆固井工艺技术。该项技术在焦页9侧钻井固井中得以应用,一次性注水泥浆成功实现全井封固,泡沫水泥浆裸眼封固段长达1 200 m,井下平均密度1.55 g/cm3,固井胶结质量明显优于漂珠水泥体系。实践结果表明,充气泡沫水泥近平衡固井技术,对解决固井恶性漏失、防止浅层气窜和提高固井顶替效率等具有好的效果。     

动态振动固井技术研究及现场试验

动态振动固井技术可以通过振动使水泥充分水化,加快水与固相颗粒间的相对运动,减小或消除水泥浆的静切力,提高顶替效率,补偿环空水泥浆在凝固过程的静液柱压力损失,阻止地层流体窜入,从而达到提高固井质量的目的。由于吐哈油田的雁木西区块经过多年注水开发,地层压力系统变的越来越复杂,形成了多套压力体系,且层间压差大、隔层薄,候凝过程中地层流体的扰动严重影响水泥浆正常凝固,降低了目的层段水泥胶结质量,导致固井合格率较低,优质率则更低。为此,在该区块的雁6-66井进行了动态振动固井技术试验,结果表明,与未应用动态固井技术的邻井相比,固井质量有显著提高,目的层段固井质量综合评价为优质。      

低密度水泥浆固井技术的应用探索

近年来,我国的经济正处于高速发展的重要阶段,其中石油的开采在国有经济发展中占据着主导地位,现阶段在我国中海油地区所采用的水泥浆固井技术,特别是在压力系数比较低、易漏的地质结构层次中,尤其是裂缝、溶洞型的碳酸盐岩地层固井当中,更加容易造成泄漏,使得固井封固质量不符合标准要求,影响下一步开发。因此,为了能够有效的解决这个问题,我国开始加强对低密度水泥浆固井技术的研究,经过多年的应用已经逐渐过渡到低密度高强度的材料之上,使得整个水泥浆固井质量稳步提升。低密度水泥浆在发展和研究的过程中,水泥的配比关系以及添加剂的合理性将会直接决定固井质量。本文主要以中海油所使用的低密度水泥浆固井技术研究为例,首先简要分析了低密度水泥浆的配比设计,接着详细阐述了低密度水泥浆固井技术的特点和有效应用,最后对于固井质量影响进行简要评价。     

苏平1井水平井固井技术

通过分析水平井固井质量的影响因素，提出了水平井固井对水泥浆性能的要求，探索出了一套水平井固井水泥浆室内试验、评价方法及现场施工技术。地矿部系统第一口水平井苏平１井固井实践证明，全面提高水泥浆体系的稳定性并配以综合固井技术措施，可保证水平井固井质量优良。     

保护煤储层固井技术的探讨

煤储层与一般的油气层相比,埋藏浅,微孔隙和裂缝发育,煤层的机械强度低,渗透率低,孔隙压力小,易坍塌,易污染,中国目前虽然钻了多口煤层气井,由于在钻井完井过程中没有注意加强对煤储层的保护,致使部分井的试气不理相,产量比较低,影响了煤煤层气的开发,探讨了固井过程中保护煤储层的必要性,分析了固井施工对煤层造成的伤害以及保护煤储层方面存在的主要问题,提出了保护煤储层的固井技术措施,即应根据煤层的压力情况,设计合理的固井工艺及水泥浆体系,保征固井质量阿与降低对煤层的伤害相结合,严格控制水泥浆性能,具有低失水,高早强,微膨胀等特点的水泥浆体系不但能提高固井质量,而且能降低对煤储层的伤害,尽量控制水泥浆液柱压力,实现近平衡压力固井,介绍了保护煤储层固井技术在现场的成功应用,并提出了煤层气井固井尚待研究解决的问题。     

草古100潜山水平井固井油气层保护技术

草古 100区块是草桥油田的 1个潜山稠油藏区块,计划钻 10口水平井以提高产量,采用筛管完井。在?2 44.5mm技术套管固井时,潜山油层已打开,水泥对油层污染严重,前 2口井固技术套管时未采取油气层保护措施,产量较直井提高不明显。为解决此问题,研究使用了?2 44.5mm技术套管固井油气层保护技术,使平均单井原油产量提高 142%,取得了较好的效果。文中介绍了潜山油藏特点及采用二级注水泥方法,采用连续打开式分级箍、水泥伞。一级固水泥,先固水泥伞以上 30m,凝固后再用打开式分级箍进行二级固水泥到井口。水泥伞的优点是,防止水泥浆直接冲击油层,达到防止压漏地层,起到保护油层的效果,在固的 8口井当中均取得较好的效果。     

用水泥浆封固井壁实施近平衡钻井

在钻进过程中,为了保证井下安全,实施近平衡钻井,人们往往采用技术套管来封固流砂层、易垮塌层、水层及多个压力层系的井段。但这样做的不足之处是:在未下技套之前遇到复杂井段不易对付;下技套耗资较大;受井身结构的限制或探井未知因素的影响,往往仍有一些复杂地层技套没有封掉,从而影响到正常钻进。江苏油田在实践中摸索了用水泥浆封固复杂井段,从而实现安全钻进的目的。即在钻过复杂井段后,注入一定量的水泥浆,关井憋压,使水泥浆渗入地层,胶结了流砂砾石,堵住了水层,增加了井壁的稳定性。在闵20-13井及墩1-3井,应用挤水泥的方法封固了上部的流砂层、砾石层、下部的易坍塌层,使打开目的层的钻井液密度由过去的1.15g/cm3和1.16g/cm3分别下降至1.05g/cm3和1.08g/cm3,有效产油量增加。另外,上部井壁的稳定对于下一步采用乳化柴油进行近平衡钻井打下了基础。     

LG地区超深井固井工艺技术

LG地区气井的井筒条件复杂,大尺寸套管固井、多套压力体系的长封固段固井、高压气层的油层套管固井难度极大。为解决以上难题,通过优化固井施工程序,进而从水泥浆的体系、套管的安全下入、附件的优选与应用、现场施工技术措施等方面进行了研究,摸索出339.7 mm技术套管采用插入法或双胶塞法固井;244.5 mm单级长封固段固井,用合理的浆柱、两凝防漏早强水泥浆达到了封隔地层、防止气窜的目的;177.8 mm尾管固井,其须家河组气〖JP2〗层显示相当活跃,采用两凝或三凝的抗硫、早强、直角稠化、防气窜、防漏失的双密度水泥浆体系保证了油气层的封固质量;127.0 mm尾管段含高压气层,采用抗高温早强、复合多功能纤维的加砂抗硫水泥浆成功地实现了高压气层的封隔;177.8 mm套管回接固井,采用低失水、早强、微膨胀的水泥浆保证了回接固井质量。     

小井眼固井技术(Ⅱ)

对反循环注水泥在小间隙井及漏失井中的应用;延迟凝固注水泥;多功能钻井液、UF和钻井液转化为水泥浆(MTC)全方位结合的钻固一体化技术;剪切速率对油井水泥稠化时间的影响;水泥浆游离水的控制和沉降稳定性问题等5方面的技术进行了综述。     

用于封固气层的泡沫水泥浆固井技术

鄂尔多斯盆地各气层压力相差较大，气层及气层上下含水，并有膏岩夹层，影响了水泥浆的顶替效率及水泥石的凝固和胶结。试验了多种水泥浆体系。还是出现了下部气层段声幅偏高的质量问题，据统计有40%的井气层或气层上下声幅值偏高。因此，决定采用化学发气泡沫水泥浆封固气层。该泡沫水泥浆体系由发气剂FCA，发气剂FCB，稳泡剂FCF以及缓凝剂FCR，水和油井水泥组成。现场应用表明，化学发气泡沫水泥浆具有浆体均匀稳定，流动性好，抗压强度发展迅速，稠化过渡时间短等特点，对侵入体系的气体具有乳化分散作用，使之形不成通道，有利于防窜，37口井用化学发气泡沫水泥浆封固气层，固井1次合格率达到100%；该防窜体系现场可操作性强，满足了鄂尔多斯气田探井，开发井的施工要求。     

长封固段复杂地层固井用SP-1水泥浆体系研究

考察了以微硅、膨胀珍珠岩、硅藻土等活性材料及激活剂CK21制成的油井水泥多功能外加剂SP-1，在不同温度下、不同加量条件下对水泥浆各项性能的影响。SP-1与其它水泥外加剂一起使用，配制成了SP-1水泥浆体系，研究了SP-1水泥浆体系的防漏失和防气窜等特殊性能。结果表明：SP-1能调节水泥浆低温性能，使水泥浆在大温差长封固井段中性能趋于一致。SP-1水泥浆体系能提高水泥石二界面的胶结强度，有较短的凝结时间；良好的直角稠化性能和触变性，因此该水泥浆具有良好的防漏失、防气窜（侵）性能。该水泥浆首次在四川地区4口不同类型的油气井进行了现场应用，取得良好的效果。     

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。     

零析水水泥浆配合双凝双压固井工艺在泽74-1X井固井作业中的应用

泽74－1X井是为评价泽74断块奥陶系潜山油气情况，在泽74－1井开窗侧钻的一口评价井，该井井斜变化大，井眼轨迹呈螺旋型，地层特性复杂。该井通过采用ZJ－2低失水、零析水水泥浆体系配合双凝双压固井工艺，固井施工顺利，全井主要封固段固井质量良好。现场应用表明，ZJ－2降失水水泥浆体系具有流动性好、水泥浆初始稠度低、析水为零等特点，稠化时间易于控制，十分适合大斜度井和井眼轨迹不佳的井的固井要求，能够很好地保护油气层；双凝双密度水泥浆体系应用于压力变化大的超长裸眼封固段固井，施工安全，固井质量好，只要水泥浆密度设计合理，工程上采取小排量替浆，可防止固井漏失，提高作业成功率。     

纤维防漏增韧水泥浆应用研究

在室内进行纤维水泥防漏实验研究和纤维水泥增强增韧实验研究的基础上,进行了纤维防漏增韧水泥浆应用研究。试验中选择了低弹矿物纤维ZRF,该纤维分子链中含部分亲水基团,在一定范围较易分散,可以杂乱地分布于水泥浆中,使水泥硬化后具有显著的抗冲击性,射孔试验结果证实了纤维的这种作用。地面模拟实验结果和现场固井应用试验说明,防漏增韧水泥浆体系能够满足现场固井施工要求,既能提高水泥石韧性,又具有防漏功能,同时解决了固井过程中的水泥浆漏失和水泥石脆性的难题,有利于提高固井质量,延长油气井寿命。