Microblock液硅的评价及在中国油田的应用

介绍了一种用于油田固井的新型Microblock液硅添加剂的物理化学性质及其防气窜机理。室内评价了液硅与常规密度、低密度、高密度水泥浆的配伍性,并介绍了其在川孝601和大邑3井的应用情况。结果表明,在浅气层或活跃气层固井,加入10%～15%的液硅能够增强水泥浆的防气窜效果;液硅能够显著提升水泥石在低温条件下的早期强度,特别适合长封固段大温差条件下的固井,还能增强水泥浆的悬浮稳定性,减少水泥浆的游离液;液硅的颗粒微细,能和降失水剂协同作用形成致密滤饼,将水泥浆的失水量控制得更低。     

漂珠/微硅复合水泥浆体系的抗压强度与密度和温度之间的相关性研究

固井水泥浆抗压强度是固井质量的重要参数,而地层温度和水泥浆密度是影响抗压强度的重要参数指标。本文结合近年来苏丹1—2—4区块漂珠／微硅复合水泥浆体系的广泛应用与国内学者对该水泥浆体系进行的室内理论研究,利用多元回归分析方法对实验所得该水泥浆体系的抗压强度等重要参数进行线性回归分析,得到线性回归模型。结果表明,漂珠／微硅复合水泥浆体系的抗压强度与实验温度（模拟地层温度）、水泥浆密度之间确实存在着线性相关关系,应用回归模型可以计算其抗压强度,从而对固井现场施工起到指导作用。     

哈德油田水平井固井工艺技术

哈德油田油层具有埋藏深(5100 m左右)、油层薄的特点.针对该油田地质构造复杂、井深、井身结构简单、裸眼长达5000 m左右、井斜、方位变化大,垮塌掉块、井漏严重、水平位移大、井底温度高、井下复杂、地层压力系数变化大等情况,为保护套管,提高油井寿命,油层套管为全封双级固井,一级固井为典型的大斜度水平井作业;二级固井为长裸眼、小间隙固井作业.对固井水泥浆进行了优选,确定一级固井水泥浆采用由嘉华G级水泥 硅粉(100∶36)和LANDY806L系列水泥外加剂组成的水泥浆,二级固井水泥浆采用嘉华G级水泥、漂珠、微硅为基本成分,加入LANDY806L系列水泥外加剂,密度为1.35～1.46 g/cm3 的低密度水泥浆.配合使用引导浆和隔离液以及其他固井技术措施,该套固井水泥浆在哈德油田得到了很好的应用,固井质量为优质.     

多功能油井水泥外加剂J-2B的研究与应用

多功能油井水泥外加剂J-2B具有降低浅失量、防窜、弱触变性、微膨胀等性能,与膨润土复配使用可提高水泥浆的触变性能,与硅粉复配使用可提高水泥浆的抗高温性能。使用J-2B处理剂的水泥浆(需要时同时加入膨润土或硅粉)在浅层气井、稠油热采井、救援井、调整井中的固井应用结果表明,J-2B能在各种井况下的固井中提高封固质量。     

热采井固井水泥添加剂研究

为了满足稠油热采工艺对油井固井水泥石强度的要求，通过对固井水泥石强度耐高温机理的分析，以及硅粉水泥浆耐高温试验，硅粉水泥浆与添加剂性能试验，耐高温低密度水泥浆性能试验，筛选出较为适宜的热采井固井水泥添加剂及其适用配比，较好地改善了固井水泥石的耐高温强度。     

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随着勘探领域不断向深部油气藏拓展，固井遭遇的复杂井越来越多。为了进一步加强粉煤灰低密度水泥浆体系在低压易漏复杂地层固井中的应用，经过大量室内研究，开发出以海泡石为主要成分的新一代稳定剂SSD，碱性有机物质类早强激活剂TSN，室内评价了它们在粉煤灰水泥浆体系中的性能，配制出密度可在1.30~1.45 g/cm3之间可调的粉煤灰复合低密度水泥浆体系。实验结果表明，该水泥浆体系的流动性好、析水率小、失水可控、稠化时间可调，水泥浆凝结后的水泥石不但抗压强度高，而且还具有一定的体积膨胀率，能完全适用低压易漏地层固井的要求，并保证水泥环与地层、套管间的良好胶结，提高固井质量。另外，粉煤灰、微硅使水泥石具有良好的抗腐蚀能力，海泡石、微硅等使水泥浆具有一定的触变性，这说明该水泥浆体系能兼有多种特性，是一种能满足复杂井固井需要的低密度水泥浆体系。     

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文章介绍了微硅水泥性能特点，微硅水泥浆密度与微硅加量和水灰比有关，微硅水泥具有配伍性好，浆体稳定，强度较高的特性，同时文章针对低压漏失层和低压油气层固井采用平衡压力技术微硅低密度水泥浆密度确定原则，研究了微硅水泥配方，以及固井技术措施，通过在天东90等13井次低压漏失层固井中试验和推广应用，取得了显著的经济技术效益。     

却勒103井盐膏层尾管超高密度水泥浆固井技术研究

却勒103井是塔里木油田公司的一口重点评价井,四开中途完钻井深5 640m,盐层石膏发育,860m长裸眼尾管封固,采用Φ177.8mm+Φ182mm复合尾管固井工艺,为解决高压盐水层固井的实际困难,提出了抗盐高密度水泥浆固井施工工艺技术和抗盐高密度水泥浆的设计原则,依据紧密堆积理论原理,根据材料细度不同,合理级配浆体中的固相颗粒,向高密度水泥浆中加入一定比例的超细水泥、硅粉、微硅、超高密度加重剂GM等材料,应用高温、抗盐水泥浆体系,提高水泥浆稳定性,改善水泥浆性能,有利于水泥石的早期强度形成及耐高温抗衰减能力,使用高温抗盐加重隔离液和高强度套管等技术手段,较好地解决了高温、高压条件下的盐膏层固井技术难题。     

塔里木东河油田超深水平井固井技术

塔里木东河油田的水平井平均井深为6 350 m,目的层位为石炭系.该地区地质构造复杂、裂缝发育、井底温度高、地层压力系数低、井壁易垮塌掉块.这些水平井井斜,方位变化大,水平位移长,油层固井采用水平井复合套管双级注水泥工艺,封固段长,且间隙小.针对该地区特点,选用了兰德LANDY806L系列外加剂.油层一级固井水泥浆采用具有低失水、零析水、防气窜、早强等特性的加有硅粉和微硅的抗高温水泥浆;二级固井水泥浆采用添加微硅和漂珠的防漏低密度水泥浆,同时使用配套的水平段套管漂浮技术、套管扶正措施以及先导浆、冲洗液和加重隔离液多级前置液体系等综合固井技术措施.该套固井技术在DH1-H9等多口井中的应用效果良好,固井质量优质,成功地解决了东河油田超深水平井固井技术难题.     

川东北地区浅层气井防气窜、防漏固井技术——以五宝场构造沙溪庙组气藏为例

针对川东北五宝场构造侏罗系沙溪庙组地层压力系数低、浅层气发育等主要固井难题,提出以下对策和措施：①利用微硅漂珠低密度水泥浆固井技术,下套管前认真通井,充分循环,使井眼干净、无垮塌、无沉砂、无后效;②套管串中加入适量扶正器来提高固井质量;③采用微硅漂珠低密度水泥浆,降低液柱压力,防止井漏,使水泥浆一次性返至地面,保证固井质量;④固井水泥浆采用双凝或多凝设计,优化水泥浆体系配方,增加水泥石胶结强度,使其具有低失水、零析水、早强、沉降稳定好的特点,严格控制水泥浆的稠化时间和过渡时间,提高水泥浆的防气窜能力,并及时进行环空憋压,确保压稳浅层气。将上述技术措施在五宝浅1-1井实施,解决了五宝场构造沙溪庙组地层压力系数低、浅层气发育等主要固井难题。     

PEG对纳米硅水泥浆触变性改善的研究

为解决纳米硅水泥浆冷浆极强触变性的问题,测量了聚乙二醇PEG200、PEG400、PEG600加入纳米硅水泥浆,且加量分别为1%、2%和3%时的冷浆流变读数,通过对比静切力、塑性黏度和动切力优选出最优配量的PEG,对比了加入最优配量PEG前后,纳米硅水泥石性能的变化,并从反应机理方面分析了纳米硅乳液加入PEG前后的红外光谱图。结果显示,加量为2%的PEG200对纳米硅水泥浆触变性的改善效果最好,触变性改善效果提高5倍以上,加入2% PEG200前后的纳米硅水泥石性能基本一致;PEG与纳米二氧化硅的作用机理不仅有氢键作用,还有醚键配位作用,能够改善纳米二氧化硅防气窜水泥浆的触变性。研究结果表明,加量为2%的PEG200解决了纳米硅水泥浆冷浆极强触变性的问题,同时也保证了纳米硅水泥浆原有的性能。      

新型抗高温粉煤灰低密度水泥浆

针对目前粉煤灰低密度水泥浆体系高温下沉降稳定性差及顶部水泥石抗压强度发展缓慢等问题,测试了在中高温条件下粉煤灰、微硅类稳定剂加量对水泥石强度的影响,实验发现微硅类稳定剂在高温条件下(≥125℃)会阻止粉煤灰水泥浆抗压强度正常发展。通过研究出一种新型高温增强剂,保证了粉煤灰低密度水泥浆体系的高温稳定性,并解决了目前粉煤灰低密度水泥浆体系存在的高温强度发展异常、强度很低等问题,最后开发出一套密度为1.50~1.60 g/cm3的粉煤灰低密度水泥浆体系。该体系具有沉降稳定性好、API失水量小、稠化时间可调等性能,水泥石抗压强度较高且顶部抗压强度发展良好,130℃下静胶凝强度的过渡时间为18 min,能够满足85~130℃的大温差高温固井。     

新型水泥浆实心减轻材料FXW在固井中的应用研究

低密度水泥浆常用泡沫和漂珠作为减轻材料，但泡沫和漂珠的一个共同缺陷是承压能力有限。在现场使用时，地面密度和井下密度是不一致的，这将打破注水泥压力平衡，给固井施工带来一定的风险。为此，通过大量实验，根据颗粒紧密堆积原则，以粉煤灰、改性橡胶粉、微硅、石灰类矿物等为原料，复配出一种新型实心耐压减轻材料 FXW 。由于FXW为实心减轻材料，能够承受压力，因而能够适应井下高压条件。实验表明，FXW低密度水泥浆强度高，韧性好，可更好地满足油气井后期开发需求。     

微硅复合低密度水泥浆的室内研究与应用

介绍了微硅复合低密度水泥浆的性能、作用机理及现场应用情况。室内试验结果表明 ,该水泥浆体系具有密度低、抗压强度高、水泥浆沉降稳定性高、游离液含量低的特点 ,并有良好的抗高温稳定性。该体系在 12 0多口井进行了现场应用 ,固井合格率 10 0 % ,优良率达 91.8% ,成功地克服了目前常用的一些低密度水泥浆体系的固有缺陷 ,是提高低压易漏失井固井质量的一项有效措施。     

微细水泥／漂珠低密度水泥浆体系的研制

利用颗粒级配和紧密堆积理论，制备了密度为1．20～1．30g/cm^3的微细水泥／漂珠低密度水泥浆体系。确定了其最佳配方：微细水泥与G级油井水泥质量比为1：1，微硅加量6．0％，降失水剂SZ1—2加量1．5％，早强剂CK21加量2．0％，分散剂SXY加量1．4％，漂珠加量30%-60％，空心玻璃珠加量10％～20％，水灰比0．58—0．62。在50℃下，考察了该低密度水泥浆的抗压强度、失水性、流变性等，结果表明，该体系具有早期强度高、稳定性好、稠化时间可调等优点，适用于低压易漏地层及超长封固段的固井施工。     

水泥浆异位吞吐对调整井油层固井质量的影响及预防

调整井固井质量往往不高,这是由于长期大量的注水采油,使地层压力、温度和水泥浆的吸热环境发生了变化。再由于固井工艺的特点,决定了返至环空水泥浆的温度最高点不在井底油层段,而在距井底一定距离的地方。返至环空后,温度高的水泥浆优先进入初凝期,并开始失重,使下部未凝固的水泥浆吸纳较高压力地层的流体,同时加速向低压层失水,这就是水泥浆的"异位吞吐",结果使水泥浆固井质量不高。文中分析了水泥浆"异位吞吐"的原因,并提出了预防措施。经数十口井试验,只要采取优选水泥浆降失水剂的类型和剂量的措施,对提高固井质量十分有效。     

ACM—Ⅱ密度自动控制固井水泥混浆系统

介绍了ＡＣＭ—Ⅱ密度自动控制固井水泥混浆系统的工作原理、结构及性能特点。该系统主要包括高能混合器和密度计算机自动控制两个部分。高能混合器的特点是, 下灰阀旋转角度与下灰量呈直线比例, 混合能力为２ｍ３／ｍｉｎ, 混浆均匀, 水泥浆密度为１ ～２－５ｇ／ｃｍ３ 。采用非放射源密度计, 管理方便, 反应速度快, 精度高。密度计算机自动控制系统可保证水泥浆密度的精确控制, 又能最大限度地克服混浆槽与柱塞泵排出口水泥浆密度的时间差, 手动与自动切换方便, 固井质量可靠, 管理维护方便。这种固井混浆系统可用于车装、橇装水泥泵, 也可单独组成混浆单元橇。试验和应用均获得满意效果。     

鲁迈拉油田易漏层固井技术研究与应用

鲁迈拉油田地质条件复杂,此区块的Dammam、Hartha层位地层破裂压力低,技术套管固井易发生漏失,而且地层岩性导致井眼不规则,存在大肚子和缩径井眼,固井顶替效率低,使固井质量难以保证。研制了密度为1.00~1.80 g/cm3的低摩阻塞流前置液体系,该体系以非聚合物类悬浮剂DF-1和冲洗剂DF-3为主剂,用有机溶剂DF-4作流型调节剂,可降低前置液环空循环摩阻,具有冲洗能力强、流变性可调性好的特点,提高了低返速条件下环空顶替效率。研制了密度为1.00~1.35 g/cm3的低密度水泥浆体系,该体系采用纳米硅溶胶作稳定剂,提高了沉降稳定性,体系48 h室温抗压强度大于14 MPa。优化了一系列固井配套技术,形成一套适合该区块的综合固井技术。现场试验5口井,无漏失发生,固井质量合格井段较之前提高了21%,取得了良好的应用效果。     

柠檬酸对油井水泥的作用初探

柠檬酸是一种较强的有机酸,离解度较大,离解后的离子对水泥浆具有缓凝作用和分散作用,但柠檬酸的作用不仅如此,室内实验结果表胆,柠檬酸影响水泥石强度的发展,在中,低温情况下随着加量的增大,柠檬酸具有较强的缓凝作用,但在高温情况下,缓凝效果呈一条曲线,在加量大于0．8％时,表现为促凝,在各种温度下,柠檬酸对水泥浆都具有分散作用,对盐水水泥浆的分散作用尤其突出,柠檬酸能够改善水泥浆的析水量,然而柠檬酸易被各种氧化剂氧化,因此对不同水泥浆体系性能的影响不稳定,如果水泥外加剂中含有醇类,或体系温度过高,柠檬酸将发生反应并失去,但在中,低温情况下,性能比较稳定。     

保护油气层水泥浆的研究与实践

针对吐哈油田的储层特征和固井特点,研究了水泥浆对储层的损害机理,并结合各种井优质固井对水泥浆性能的要求,优选出了保护油气层的水泥外加剂,分别是以高分子材料为主复配而成的降失水剂、以磺化醛酮缩聚物为主的分散剂、以铝粉为主复配而成的防气窜剂,另外还有液体缓凝剂等,并确定了适应各种井的水泥浆配方。实践证明,这些配方性能优良,失水量低,防窜效果好,固井质量高,能减少对油气层的损害。