深水固井低温水泥外加剂的开发及应用

针对深水固井面临的低温、海底松软地层、浅层流等技术难题,采用单体复配技术开发了新型深水固井低温早强剂PC-DA92S、PC-DA93L,采用悬浮聚合技术开发了低温降滤失剂PC-DG72S。根据南海海域钻探的实际井况,研制出了适合现场应用的2种低温水泥浆,对该水泥浆在深水环境下的性能进行了评价。在南海LH16-1-1井的现场应用结果表明,2种低温水泥浆体系低温早强效果良好,具有失水量小、防气窜能力良好、稠化时间易于调整、水泥浆性能稳定等优点,能够满足现场施工要求,可用于海洋深水表层套管固井。      

液体减轻低密度水泥浆体系在南海深水井的应用

陵水M井是中海油深水钻井平台承钻的一口水深达998m的深水井。针对陵水M深水井表层固井由于水深,海床温度低,表层固井水泥石强度发展慢;表层地层疏松,破裂压力当量低,压力窗口窄,固井期间漏失风险大等技术难题。采用了自主研发的液体减轻低密度水泥浆体系。该水泥浆体系具有密度低,首浆密度达到1.50g/cm3,良好的低温早强效果、失水量小、零自由液、稠化时间易于调整等优点。现场应用证明,该液体减轻低密度水泥浆体系满足了深水固井现场施工的要求,能很好解决海洋深水、超深水表层压力窗口窄、容易漏失等难题,可在未来深水、超深水井固井作业中推广应用。     

深水水合物层固井低水化热水泥浆体系研究及应用

深水表层水合物层固井常规水泥浆体系水化放热量大,导致水合物层吸热分解而影响固井质量,存在井喷风险。通过分析深水表层水合物层特点,基于水泥浆密度低、水化放热量低、低温强度发展满足封固地层与支撑套管需求及对作业时效影响小等要求,构建了深水水合物层固井低水化热水泥浆体系。性能评价结果表明,所构建的低水化热水泥浆体系具有低温条件下放热量低、抗压强度满足施工要求等优良特性,可避免水合物层发生分解。目前深水水合物层固井低水化热水泥浆体系已在南海某深水井固井作业中取得成功应用,未发生水合物分解引发的气窜问题,可满足深水天然气水合物层固井作业要求,具有较好的推广应用价值。     

深水水合物层固井低水化热水泥浆体系研究及应用北大核心CSCD

深水表层水合物层固井常规水泥浆体系水化放热量大,导致水合物层吸热分解而影响固井质量,存在井喷风险。通过分析深水表层水合物层特点,基于水泥浆密度低、水化放热量低、低温强度发展满足封固地层与支撑套管需求及对作业时效影响小等要求,构建了深水水合物层固井低水化热水泥浆体系。性能评价结果表明,所构建的低水化热水泥浆体系具有低温条件下放热量低、抗压强度满足施工要求等优良特性,可避免水合物层发生分解。目前深水水合物层固井低水化热水泥浆体系已在南海某深水井固井作业中取得成功应用,未发生水合物分解引发的气窜问题,可满足深水天然气水合物层固井作业要求,具有较好的推广应用价值。     

深水表层固井水泥浆体系应用现状及发展方向

首先对国内外深水表层固井水泥浆体系进行了介绍,阐述了各水泥浆体系的现场应用情况及先进经验,并针对性的提出了存在的问题。结合存在的问题和国内深水海域环境温度的特点,自主研发了适用于表层套管固井的低温、低密度、低水化、热防窜和低温早强防浅层流水泥浆体系,并成功应用于现场作业。最后提出了深水表层固井技术未来的发展方向。     

深水固井液体减轻低密度水泥浆体系

与传统的表层固井技术不同,深水表层固井由于受到深水环境和现场条件限制,对固井作业提出了新的要求。针对深水表层固井的难点,开发了一种新型液体减轻剂PC-P81L,并以其为主体构建出了深水固井液体减轻低密度水泥浆体系。室内实验结果表明,PC-P81L作为减轻剂对水泥浆具有密度调节作用,可在1.30~1.70 g/cm3之间调节水泥浆密度;具有高悬浮性,最高可悬浮水灰比为2的水泥浆;具有增强作用,还可以应用于常规密度水泥浆中作为增强剂;具有促凝作用,可在深水低温环境下缩短水泥浆稠化时间。构建的深水固井用液体减轻低密度水泥浆体系,通过增大水灰比降低水泥浆密度,提高了水泥浆的造浆率,减少现场水泥用量;且配方简单,易于调节,外加剂以全液体形式添加,减小了现场工作人员的劳动强度;同时满足深水低温环境下的水泥浆性能要求,为下部钻进提高保障;液体减轻水泥浆体系作业成本较漂珠体系也大幅度降低,满足深水低温条件的性能要求,可适用于深水表层固井。      

深水固井水泥浆技术研究

针对深水低温固井常遇到的问题,分析了深水表层浅层流的危害及防窜机理,介绍了深水固井水泥浆设计原理,提出了室内开发的深水低温水泥浆体系。     

ASDD试验井深水表层固井水泥浆体系研究与应用

简要介绍了海洋深水表层固井水泥浆体系所处的复杂情况,并针对ASDD试验井深水低温等复杂情况,开发出一套适合于深水表层固井的低温低密度高强水泥浆体系,并对其性能进行了详细的评价。最后介绍了现场作业情况。研究表明,开发的水泥浆体系满足了ASDD试验井固井技术要求,水泥石在低温下有足够的强度,水泥环与20in套管间的剪切胶结力远远大于浮筒产生的浮力,套管被拔起的可能性很小,保证了ABS的试验成功。     

深水表层套管固井水泥浆体系的研制及应用

研制了一套深水低温低密度水泥浆体系,并通过室内实验对其主要性能进行了评价。室内性能评价和现场初步应用结果表明,新研制的水泥浆体系低温强度高,稠化时间易于调节,可满足深水表层固井作业的需求。     

天然气水合物层固井低热水泥浆研究

海洋深水表层固井作业环境具有低温、低地层破裂压力以及存在天然气水合物等突出问题,开发低热水泥浆,形成一套能够在天然气水合物层的低温环境下高效封固表层的硅酸盐水泥浆体系,是保证海洋深水勘探开发有效开展的关键。通过筛选和研制放热平衡抑制剂,使其在低温下能够吸收水泥水化产生的热量,平衡抑制热量,控制温度上限,可有效地降低水泥水化热,从而确立了一套可适于天然气水合物层固井的低热水泥浆体系。该体系在低温环境下具有低水化热、高早强、低滤失以及良好稠化和防气窜等性能,能够满足海洋深水天然气水合物层固井作业要求。     

深水表层固井硅酸盐水泥浆体系研究

针对海洋深水表层套管固井作业,介绍了一种密度可调（1.20～1.80 kg/L）的低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系。对低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系的设计原理与水泥浆组分以及不同密度水泥浆配方进行了详细的论述,并对该水泥浆体系在深水环境下的性能进行了评价。结果表明,低温低密度G级硅酸盐水泥浆体系在低温环境下具有较高早期强度、低失水量以及良好的流变性和稠化性能,其中密度为1.20 kg/L的水泥浆在3 ℃温度下的稠化时间≤560 min,稠化过渡时间≤60 min,API失水≤70 mL,水泥石在5 ℃温度下养护24 h后的抗压强度≥3.5MPa。这表明低密度G级硅酸盐水泥浆体系具有良好的低温性能,能够满足海洋深水表层套管固井作业要求。      

CemCRETE水泥浆固井技术概述

近年来,国外固井水泥浆体系发展很快,并逐步形成了系列化的产品。介绍了LiteCRETE低密度水泥浆、LiteCRETECBM煤层气固井水泥浆、DensCRETE高密度水泥浆、DeepCRETE深水水泥浆、寒地LiteCRETE水泥浆及SqueezeCRETE挤水泥用水泥浆几种不同的水泥浆体系及其应用情况。上述水泥浆体系较好地解决了提高低压易漏长封固段固井、易受伤害低压煤层气井固井、高压油气井固井、深水低温井固井、寒地低温井固井及补救挤水泥的成功率的问题,对提高中国复杂井的固井成功率及下一步开展有针对性的固井技术研究工作具有较好的借鉴意义。     

陵水17-2气田深水钻完井关键技术研究与应用

陵水17-2气田平均作业水深约1 500 m,其钻完井作业面临着因复杂地质条件、较大水深等带来的浅层地质灾害、海底低温、压力窗口窄、井控风险高等难题。通过分析陵水17-2在钻完井作业面临的挑战,探索出了以深水表层规模化批钻技术、上下部完井一体化作业技术等安全高效建井技术,创建了深水井筒环空压力安全管控技术,形成了深水井控安全屏障体系,建立了一套深水高产井高效安全测试技术。工程实践表明,本文所提出的深水钻完井关键技术成功支撑了陵水17-2气田的安全高效钻完井作业,具有较好的推广应用价值。     

深水油气井浅层固井水泥浆性能研究

针对深水油气井浅层固井存在的逆向温度场,对水泥浆在低温下的稠化时间、抗压强度和流变性能进行了分析,结果显示:在低温下水泥浆的稠化时间明显延长,抗压强度发展缓慢,流变性能变差。因此,针对深水固井试验中温度模拟方法与陆地固井的不同,介绍了深水固井循环温度和静止温度的确定方法,设计了可以用来测试深水固井水泥浆性能的稠化试验装置及静胶凝试验装置。同时设计了不同密度的深水固井水泥浆配方,并对其性能进行了测试,结果表明,所设计的不同密度深水固井水泥浆,在低温条件下早期强度发展快（4 MPa/16h）,流变性好,防气窜能力强,沉降稳定性能好,能满足深水表层套管固井的需要。      

适于海洋深水固井的零稠化转化时间低温水泥浆体系研究

介绍了一种新型的用于海洋深水低温浅层流固井作业用的零稠化转化时间低密度水泥浆体系,该水泥浆体系采用新型高强快速凝固水泥制备。对体系中使用的各种水泥浆外加剂的系统评价研究表明,采用这种新型水泥制得的水泥浆体系不仅具有良好的低密度下的低温强度,而且具有较好的稠化安全性能和低温稠化转化性能,能保证深水低温低密度固井作业的有效实施和深水固井过程对浅层流的有效抑制,可以有效地解决深水固井作业中遇到的问题。     

深水无隔水管固井设计与应用

无隔水管固井作业是深水钻井作业的一项重要内容,针对海外赤道几内亚湾海域深水井表层土质的特点,运用数值模拟和室内评价研究对固井设计进行优化,并通过在赤几海域安全地完成了2口深水井表层套管固井作业,应用该方法有效地避免了风险,实际应用表明该方法是有效的。     

国外深水固井水泥浆技术综述

深水固井面临着诸多的挑战，如低温、潜在的浅层水窜和气窜、地层孔隙压力和破裂压力之间“窗口”狭窄，地层易压漏、水泥浆温度的演变、顶替差等，提出满足深水低温固井的水泥浆的基本性能要求是：①水泥浆密度低；②低温下较短的过渡时间和优良的抗压强度；③低失水；④好的水泥浆完整性；⑤水泥浆与套管和地层的密封和胶结等长期性能好；⑥顶替效率高。介绍了国外常见的几种深水固井水泥浆技术，包括快凝石膏水泥浆体系、PSD水泥浆技术、高铝水泥、充气水泥浆技术和其他水泥浆技术。最后就深水固井应重点注意的几个问题提出了建议。     

低温浅层油气井固井技术

低温浅层油气井固井易发生窜槽。针对这一问题研究了低温膨胀剂和低温促凝剂，筛选出了低温膨胀剂G502-ⅡB和低温促凝剂CN-2。低温膨胀剂G502-ⅡB初始稠度低，水泥浆流变性能好。早期抗压强度高；使用低温促凝剂CN-2，水泥浆稠化时间短，初始稠度低，促凝效果好。配合一定的固井工艺技术措施。如使用扶正器、控制施工排量达到塞流顶替、用前置液清洗钻井液、采用两凝水泥浆及膨胀水泥浆确保两界面胶结质量等，低温水泥浆体系可解决低温浅层油气井油气水窜等问题。通过现场124口井的应用表明．固井一次成功率为100％。固井合格率为100％，固井优质率为93％，达到了防窜的目的，保证了固井质量。     

基于水化反应动力学的深水固井井筒温度与压力耦合预测模型

针对深水固井候凝期间水泥浆温度、压力与水化反应之间复杂的相互作用,基于水泥浆水化反应动力学建立深水固井候凝井筒温度压力耦合模型,利用差分法进行耦合数值求解,并将计算结果与实验及现场数据进行对比以验证模型的准确性。考虑水化反应、温度、压力之间的相互作用时,新建立的固井井筒温度压力耦合模型计算精度在5.6%以内,能够很好地满足工程要求。结合深水井开展数值模拟分析候凝期间井筒温度、压力、水化度的演化规律,研究结果表明:水泥浆温度在水化热作用下会迅速升高;随着水泥浆胶凝强度的发展,水泥浆的孔隙压力会逐渐降低,甚至低于地层压力,从而引发气窜;瞬态变化的温度和压力会影响水泥浆水化反应速率,井筒深部的水泥浆在高温高压环境下具有更快的水化反应速率;对于深水固井作业来说,泥线附近的低温环境会延长水泥浆的候凝时间,导致固井工作周期变长。图16表2参26     

深水低温固井水泥浆的研究

针对深水表层固井存在的低温、水泥石强度发展缓慢、浅层流、易漏失等难点,进行了深水低温固井水泥浆的研究,主要包括低温早强水泥、低密度减轻材料及配套外加剂。该水泥浆可在1.2～1.7 g/cm3、4～20℃的范围内应用,水泥浆低温强度发展快,体系稳定,具有良好的综合性能。