超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用

煤层气井具有:井身浅、井底温度低、力学稳定性差等特点,采用常规水泥浆固井常出现稠化时间长、流动性差、失水量大、易污染、易发生气窜等问题。因此,试验超低密度水泥浆固井技术,以便实现低压固井,达到保护储层的目的则显得十分有必要。本文以山西晋城某区块13口试验井为例,介绍了超低密度水泥浆固井技术在煤层气井中的应用及取得的成果,希望可以为煤层气开发井固井工程提供一定的借鉴及思考。     

储气库固井水泥浆技术综述

储气库在注、采气过程中,井底压力、温度变化对水泥环产生收缩变形的影响,导致水泥石受到交变应力作用而产生破坏,易形成微裂缝,难以满足储气库固井要求,水泥环密封完整性是目前储气库固井工程面临的巨大挑战之一。针对该问题,对国内外储气库固井水泥浆技术进行了系统的阐述,包括常用弹韧性材料的介绍,国内外储气库水泥浆体系,以及国内的一些储气库固井案例。最后针对储气库弹韧性水泥浆提出了几点建议。     

水平井固井水泥浆体系

水平井技术已成为油田增加产量,提高采收率的一项重要手段,在新油田、老油田调整挖潜上,广泛应用并取得了显著的效果。为确保水平井固井质量,开展了从井眼准备、固井水泥浆体系等研究,形成一套较成熟的固井完井技术,有力地保证了水平井固井质量。     

高温高压井固井水泥浆体系研究

高温高压环境易对固井水泥浆性能产生较大的影响,引起水泥石强度衰退、添加剂失效等问题。针对高温固井对水泥浆的要求,研究了水泥浆关键添加剂材料,构建了抗高温固井水泥浆体系,并对水泥浆性能进行评价。实验结果表明,研究的高温降失水剂、缓凝剂、分散剂、加重剂能有效降低水泥浆的失水量,调节水泥浆的稠化时间和流变性,提高水泥浆的密度。使用研究的添加剂材料构建的抗高温高密度水泥浆体系在高温环境下常规工程性能良好,满足固井施工的要求,且水泥浆的高温强度稳定性好。研究结果可为高温固井作业提供技术支持。     

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术这样一个概念主要是针对于我们国家目前在多处油田中都已经遇到的一个实际问题而提出的,即在油田的低压区宜漏底层处所产生的固井水泥浆返高以及由此所导致的固井质量问题。在本文中,我们具体选择了三种低密度矿渣水泥浆来进行相关的试验探究,对其相关各方面的性质进行研究,如流变性、稳定性、抗压抗拉强度和凝结时间等,最后得出以下结论:三种低密度矿渣水泥浆在试验中均表现出良好的性质,即流变性好、稳定度高等。并根据实际的工程实践知其在施工中的应用操作简便且固井质量较高,这一系列的结果都表明低密度高炉矿渣水泥浆在固井技术中的巨大优势,必将引起固井相关人士的高度关注和重视。     

固井过程中的低密度水泥浆配制技术

本文介绍了低密度水泥浆配制技术的发展概况和几种低密度水泥浆体系以及低密度水泥浆体系的特点。     

低密度高强度水泥浆固井技术的研究

本文通过调研得出低密度水泥浆的优势,并基于紧密堆积和颗粒级配理论,用普通水泥和胶凝材料配制出了一种低密度高强度水泥浆,并通过实验证明了该低密度高强度水泥浆具有水泥石强度高、水泥浆流变性好、稳定性好、失水容易控制、防窜性好、抗腐蚀性能高等优点。文中阐述了低密度高强度水泥浆的设计原理,介绍了现场应用情况,并讨论了应用中有待进一步完善的问题。     

阳探1井Φ177.8mm尾管水泥浆固井技术

阳探1井是部署在渤海湾盆地冀中坳陷饶阳凹陷河间洼槽阳探1潜山构造上的一口风险预探井,属于一字号重点井。该井三开完钻井深5468m,采用Φ177.8mm尾管固井,封固段长达1650m。该井是华北油田在河间地区最深的一口井,静止温度高达182℃,顶部静止温度120℃,属于典型的高温大温差小间隙固井。针对该井的特殊井况,设计出符合满足施工要求的水泥浆体系,顺利完成本开次固井施工,为下一开钻井奠定了基础。     

固井水泥浆体系的优化

固井施工是钻井结束后,应用固井水泥封固套管和井壁的工艺技术措施。为了提高固井质量,必须优化固井水泥浆体系,达到设计的标准,才能形成稳固的井壁,延长井眼的服役年限,满足油田开发的需要,保证油田生产完成经济指标。     

泡沫水泥浆固井技术在页岩气生产套管固井中应用研究

针对页岩气区块水平井固井漏失低和压裂后环空带压的技术难题,开展泡沫固井技术的应用研究,达到提高固井质量和实现长效密封的目的。结合平桥区块地层漏失特点及压裂后环空带压规律,采用平衡压力固井技术,设计分段式泡沫低密度水泥浆注结构,实现防漏和防气窜固井工艺设计;优化泡沫水泥浆体系,优选发泡剂和稳泡剂,提高体系中泡沫半衰期及高温稳定性,保障泡沫在浆体中原位高效分散;采用大尺寸水泥环密封能力评价装置模拟井下压裂施工压力变化,水泥环能够满足30段以上的分段压裂层间密封和长效密封要求;结合固井施工过程井下温度压力环境,设计泡沫水泥浆两段式注气方法及配套工艺,实现防漏防窜工艺,并在焦页198-1HF中的生产套管固井成功应用。泡沫水泥浆封固井段优质率达到98.2%,施工过程无漏失现象,压裂18段后未发生环空气窜,为页岩气井防漏防窜提供了新的技术方法和手段,具有良好的借鉴意义和推广价值。     

封固气层的泡沫水泥浆固井技术研究

本文重点针对固井和探井施工过程当中,经常存在水泥失返或者是固井过程当中的胶结性比较差的问题进行了分析和探讨。封固气层是采用密度较低的泡沫水泥浆施工的方式,通过和高压气体的配合施工参入发泡剂之后提高了固井的稳定程度,同时通过合理的充其量的注入形成了一种充气形态的泡沫。水泥浆在施工过程当中起到了良好的固定性作用,有效解决了固井施工当中的保护功能,同时施工效率也得到了一定的提升。     

弹性防腐蚀固井水泥浆体系研究

为研究弹性防腐蚀水泥浆体系用于含二氧化碳酸性气体复杂井进行固井作业,室内研究了弹性材料、防腐剂、降失水剂、分散剂、缓凝剂外加剂材料,构建了弹性防腐固井水泥浆体系,并对水泥浆体系性能进行评价。结果表明,防腐剂CR-1和弹性材料EPT能有效提高水泥石抗腐蚀能力,并能降低水泥石弹性模量。降失水剂CG-1、分散剂DA-2和缓凝剂R1-2能降低水泥浆的失水量,改善水泥浆流变性,调节水泥浆稠化时间。构建的弹性防腐水泥浆体系性能满足固井作业要求,不同温度下水泥石腐蚀深度小,防腐能力强。不同围压下水泥石弹性模量低,具有较高的抗应力破坏能力。     

双凝水泥浆体系固井工艺技术研究

水泥浆侯凝期间的油气水窜是影响固井质量的重要原因之一,本文分析了水泥浆结构对固井质量的影响,认为双凝水泥浆体系有利于提高固井质量,开展了双凝水泥浆体系分界面以及稠化时间差的研究,建立了环空候凝期间水泥浆压力计算模型。长度比例对压力的影响不敏感,在确保主力油层封固质量下,分界点尽量下移即可;增加领浆与尾浆的稠化时间差有利于防止气窜,提高固井质量,在满足施工时间要求的前提下,应尽量增加领浆与尾浆的稠化时间差。     

长封固段大温差固井水泥浆技术研究进展

深井超深井常会遇到长封固段大温差固井水泥浆施工困难,固井质量难以保证等问题。本文在总结国内外研究现状的基础上,分析了长封固段大温差固井水泥浆技术研究不足主要在于：(1)缓凝剂的跨温区使用易造成水泥浆超缓凝,目前研究没有从本质上解决该问题,且缓凝剂加量大抗盐性有待提高;(2)聚合物类外加剂在高温下的粘度急剧降低易造成水泥浆稳定性变差;(3)低密度水泥浆环空封隔性能较差;(4)高密度水泥浆在高温高压条件下稳定性较差等。针对上述难点,提出了长封固段大温差固井水泥浆技术对策,包括：(1)合理设计缓凝剂分子结构,研发加量少、抗盐性强的低温敏感缓凝剂;(2)探索AMPS类共聚物引起“鼓包”现象的本质;(3)选择并修正适用于固井水泥浆的紧密堆积模型,以提高高密度、低密度水泥浆应用性能;(4)积极开展高温悬浮稳定剂的合成与生产。     

煤层气井固井低温低密度水泥浆体系室内研究

分析了煤层气井固井难点,研发了适用于煤层气井固井的低温低密度水泥浆体系,并对体系组成及作用机理作了阐述,具体介绍和分析了水泥浆性能的调节和控制方法。     

热采井固井用铝酸盐水泥浆体系浅析

热采井主要是使用蒸汽吞吐、蒸汽驱和火驱的方法,使油藏热力降粘后进行开采的油井。热采井固井水泥环在开采过程中,要承受300℃以上的温度,其中火驱时的温度可达650℃。这就对水泥环耐高温后的稳定性和致密性提出了很高的要求。论文结合西南石油大学研究的铝酸盐水泥浆体系,对热采井固井水泥浆体系进行对比分析和探索。     

密度差与水泥浆流变参数耦合的水平井固井顶替规律研究

为了研究水平井套管居中差条件下的固井顶替过程,通过对水泥浆-钻井液组合的密度差、水泥浆流变参数进行数值实验,使用界面长度、顶替效率以及顶替合格井段占比3个指标对顶替过程进行优选.结果表明:在套管居中度低的条件下,增大密度差能够减小界面长度,增加顶替效率,提高顶替合格井段占比,但当套管居中度降低到某一个值时,提高密度差也...     

深水油气井浅层固井水泥浆性能分析

近几年,我国钻井技术快速发展,深水油气井浅层固井是钻井工程中最为常见的一种类型,其在具体施工过程中存在许多问题。过去一段时间,工作人员在具体工作中,对其施工内容进行不断改进,并对管理方式进行了完善,虽然取得了一定成绩,但是存在的问题仍然较为严重,特别是在水泥浆性能的分析上,因此需要做好该方面内容的研究,促进我国钻井行业的发展。     

低密度弹韧性固井水泥浆体系研究

为构建适用于复杂井(如二氧化碳回注井、储气库井)固井作业的低密度弹韧性固井水泥浆体系,研究了水泥浆关键添加剂材料,并对水泥浆体系的性能进行了评价。结果表明,减轻剂、弹韧剂、降失水剂、缓凝剂和增强剂可以调节水泥浆的密度、弹韧性、失水量、稠化时间和强度性能,可应用于构建高性能低密度柔性水泥浆体系。水泥浆性能评价表明,在不同温度下,水泥浆流变性在300 r/min时的读数小于300,流变性好,失水量小于50 mL,稠化时间大于3 h。水泥浆在不同温度下养护24 h后的抗压强度均大于18.2 MPa,弹性模量最低为5.8 GPa,抗冲击强度均大于2.04 kJ/m²。构建的低密度柔性水泥浆体系具有较好的性能,可应用于固井作业。