快凝早强油井水泥在煤层气固井中的应用

针对煤层气田井浅、井底温度低、使用油井水泥固井凝固时间长、流动性差、现场操作不便等诸多问题,研究并开发了快凝早强油井水泥。该体系不仅具有低温下稠化凝结时间短、抗压强度高、微膨胀、综合性能优等优点,而且与常用的油井水泥添加剂配伍性好,同时使用较少量的外加剂,就可以调节出性能符合要求的水泥浆,固井质量高。经40余口井现场应用,固井优良率74.2%,合格率100%。     

一种低温早强低密度水泥浆

低温下,常规低密度水泥浆体系早期强度发展缓慢,水泥石胶结能力差,影响了水泥环封固质量,浅层易漏井固井质量问题日益突出,为此,进行低温早强低密度水泥浆体系研究。根据紧密堆积理论及综合室内实验研究,研制了密度为1.30~1.50 g/cm3的低温早强低密度水泥浆体系,主要优选了超细胶凝材料和锂盐复合早强剂,增加了低密度水泥石的致密性,提高了低密度水泥石的早期强度,25℃凝结时间为13 h,24 h抗压强度为10.2 MPa。该体系具有低温早期强度高,凝结时间短,稳定性好等优点。在大庆油田现场成功应用2口井,固井质量合格率100%,取得良好的应用效果。      

低温早强低水化放热水泥浆体系开发

深水水合物地层的特殊环境要求固井水泥具有低水化放热和低温早强特性,而现有的固井水泥浆体系大多不具备低水化放热特性,而且低温水化速度较慢。为此,提出了低温早强低水化放热水泥浆体系的研究思路。在铝酸盐水泥和G级水泥按照1:1质量比形成的混合水泥浆的基础上,通过对储能微球研发以及对密度减轻剂、稳定剂和其他外加剂的种类和加量的优选,形成了低温早强低水化放热水泥浆体系,其早强剂为0.06%三乙醇胺,降失水剂为1%聚乙烯醇类降失水剂CML,缓凝剂为0.35%硼酸,分散剂为1.5%SYJZ-1。同时对该体系进行的性能测试表明,在4℃养护24 h水泥石抗压强度可以达到5.9 MPa,水泥浆呈现低水化放热和低温早强特性。可以看出,该低温早强低水化放热水泥浆体系在早期强度、水化放热、密度等方面性能优异。      

低温浅层稠油井固井水泥浆体系研究及应用

套保稠油区块油藏埋深浅，油层温度低、孔隙度和渗透性高、碱敏性强、岩性疏松、底水丰富，且存在漏层。现用水泥浆体系存在滤失量不易控制、浆体收缩大、界面胶结质量较差或不理想等问题。据此设计了速凝早强低滤失膨胀水泥浆体系的配方，井在套保油田现场试验了3口井。F17C膨胀降滤失剂的优良性能来自于多膨胀源的综合作用．其膨胀驱动力源于膨胀性成分反应产物的结晶生长压。优异的降滤失效果得益于对滤饼渗透能力的控制；sK速凝材料的作用来源于高活性晶种诱导、加速水泥水化作用的贡献。现场应用结果表明：以F17C低滤失膨胀剂为主．辅以SK速凝早强材料的水泥浆体系．具有速凝、早强、低滤失、微膨胀和零析水的特性．可显著提高浅层稠油井的固井质量。     

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。     

井楼油田复杂井固井技术

井楼油田稠油油藏埋深浅,稠度大,需进行蒸汽吞吐才能开采。由于长期注水、注汽开采,导致地层水十分活跃,井下动态干扰大,在钻进过程中经常发生溢流、井涌、气窜,影响固井质量。采用管外封隔器工艺与快凝早强膨胀水泥浆体系,并配合其他固井技术措施如用低密度水泥浆替代“清水”用作冲洗液、采用小排量进行替浆和优化固井设计相结合,有效地解决了井楼油田稠油浅井复杂井的固井质量差的难题。     

低温早强防气窜水泥浆体系的研究

为满足蓬莱19-3油区浅气层的固井需要,要求低密度水泥浆(1.4～1.9g/cm~3)在较低的适用温度(27～60℃)范围内,具有“低失水、高早强、短过渡、防气窜”等特点。以紧密堆积理论和颗粒级配理论为指导,以漂珠低密度水泥浆为基础,研制了相应的低密度增强剂和配套的外加剂,并开发出一种高性能的低温早强防气窜水泥浆体系。该体系具有浆体沉降稳定性好、游离液少、失水易控制、低温早强等特点,而且具有良好的防气窜性能:在40℃下水泥浆的SPN值小于4;体系水泥石致密,渗透率在0.001×10~(-3)μm~2以下;上下密度差在0.010～0.015 g/cm~3左右,具有一定的微膨胀性能,水泥石不收缩且具有良好的界面胶结性能。该水泥浆在蓬莱(PL)19-3油田已成功应用10余口井,USIT检测表明,固井质量良好。     

快硬早强油井水泥在浅层高含水调整井中的应用

快硬早强油井水泥是针对常规油井水泥在低温条件下水泥浆候凝时间长、强度发展慢、稠化时间不易控制等现象开发的新型特种油井水泥,该水泥具有低温下凝结速度短、抗压强度高、微膨胀、综合性能优等特点,并具有优异的抗冷冻及抗水浸性能,在此基础上研制的低温快凝防窜水泥浆较好地解决了浅层高含水调整井的固井质量问题,为中原固井外闯市场提供了有力的技术保障。     

老君庙油田浅井低温油层复合解堵技术研究与应用

针对浅井低温油层出现的日益复杂的混合堵塞,在充分认识油层岩性特征和油层堵塞机理的基础上,成功研究了对无机堵塞物和有机堵塞物均有显著解除作用的复合解堵技术,该技术以多种有机成分和添加剂组成的液体体系为前置液,以缓速酸-氟硼酸液体体系为主体液,不但对混合堵塞物具有显著的解堵作用,而且对出砂井还有抑制地层出砂的作用,现场应用结果表明,该技术具有投入少、见效快、增产效果显著之特点。2 0 0 0年共试验 4井次,全部有效,累计增油 10 2 4t。     

超低密度水泥用早强稳定剂GQD的研究与应用

长庆油田属低压,低渗透油藏,用常规密度水泥浆固井会压漏地层,导致注水泥失败,针对低压易漏地层固存在的问题,体系稳定性差;漂珠与水泥的相容性较差,而且密度越小,相容性越差,同时导致水泥石的抗压强度迅速减小。研制出了漂珠超低密度水泥浆用早强稳定剂GQD,CQD主要由促凝材料WJ（高介碱金属）、提粘增稠材料AS（碱土金属的硫酸盐）、有机分散剂FP和催化材料SK（胺类有机物）组成,介绍了GQD的作用机理,对GQD在漂珠水泥,粉煤灰水泥及纯水泥体系中的作用进行了室内试验。结果表明,GQD不仅解决了漂珠水泥体系易上浮分层,稳定性差的问题,还提高了水泥石的低温早期抗压强度,在400多口井中推广应用,固井质量合格率为100%,优质率大于80%,较好地解决了低压易漏地层长封固段的水泥低返和固井质量问题。     

低密度高炉矿渣水泥浆固井技术

针对长庆油田低压易漏地层团井水泥浆返高和固井质量存在的问题,用高炉矿渣、膨润土设计密度1.40～1.60g/cm³的矿渣膨润上水泥浆,用矿渣和钻井液设计密度1.40～1.60g/cm³的矿渣MTC浆,用矿渣和多功能钻井液设计密度互1.40～1.60g/cm³的矿渣UF浆。对三种低密度矿渣水泥浆的抗压强度、凝结时间、流变性和稳定性进行了试验研究。室内研究结果和现场试验结果表明,三种低密度矿渣水泥浆水泥石抗压强度高,水泥浆流变性好,体系稳定。低密度矿渣膨润土水泥浆现场施工方便,固井质量优质率平均约80%.低密度矿渣MTC浆和矿渣UF浆现场施工有局限性,但其对提高固井质量的技术优势必将引起固井界人士的关注和研究应用。     

潜山井尾管反挤水泥固井工艺

在潜山地层钻井时,往往会发生恶性井漏和垮塌事故。为防止事故的发生,以前在进入潜山前即下入技术套管,然后强行钻完潜山井段,再悬挂一层尾管封隔技术套管鞋至潜山的泥岩地层,施工时垫石灰乳堵漏和尾管固井时都对油层造成严重污染。文中介绍了将尾管坐入潜山非主力油层,再利用潜山地层漏失进行反挤水泥固井。这样,既能达到封隔泥岩层的目的,又能避免尾管固井时水泥浆对油层的污染。     

超高密度水泥浆固井技术

新疆准噶尔盆地南缘地质情况复杂,钻井过程中事故频繁、钻井速度慢、钻井周期长、井眼质量差,给固井作业造成了系列技术难题。为此,我院从1996年即开始对超高密度水泥浆固井技术进行了深入、系统的研究,包括超高密度水泥浆设计及混配技术、高压井套管的强度设计及安全下入技术、窄安全压力窗口平衡注水泥技术、超高密度水泥浆顶替超高密度泥浆提高顶替效率技术和超高压地层流体压稳候凝技术,并通过单项技术的有机合成,形成了配套的超高密度水泥浆固井技术。该技术在安4井φ177.8mm技套固井首次应用并取得成功以后,又先后在安4井、霍10等多口井的油层套管固井中获得成功,取得了良好的应用效果。     

用微机完善注水泥设计

常规油井注水泥一直是凭经验进行设计,固井质量无可靠把握。若系统考虑影响固井质量的诸项因素,单凭人的经验是难以做到的。以注水泥流变学设计为基础,用微机从参数测定、水泥浆密度确定、流量选择、"U"型管效应控制、套管串居中等五个方面对常规注水泥设计加以完善,并在海外河油田的8口井应用,取得了设计速度快、内容全、科学准确、固井质量好的效果。     

新的API注水泥温度及其应用方法

井底温度是注水泥工艺中的重要参数。为了准确采集井底温度,API于1984年成立了一个由13个固井专家组成的研究小组,经8年研究建立了新的注水泥温度相关表及温度测量方法。文中介绍了API井底温度的数据采集方法和新的API注水泥、挤水泥温度相关表。在新的API温度相关数据的基础上,应用回归分析,建立了新的井底循环温度数学模式,为国共工程技术人员现场施工提供了新的计算方法。     

工艺实验井特殊固井技术

工艺实验井完井套管设计为Φ244套管，中间有200m玻璃钢套管。固井时要求只固上、下部钢套管，玻璃钢套管内外不能有水泥浆。采用一般分级固井无法达到此要求。该井采取在两段钢套管底部钻孔，先固上部再下钻具固下部的办法，达到了该井特殊固井的目的和效果。     

利深101井完井固井工艺技术

利深101井是在胜利油区利津洼陷深层的勘探有重大发现的新利深1井之后,为了进一步探明济阳坳陷深层油藏含油气规模而设计钻探的一口评价探井。设计井深4400m,钻进过程中,克服了盐膏层、易坍塌等复杂地层、富含硫化氢气体等难题,在加深钻进65m之后,又有了重大发现。为保护新发现的油层和白云岩储气层,采用了尾管完井和筛管顶部注水泥固井工艺。通过优选悬挂器、分级箍、封隔器等特殊工具,优选加重抗高温水泥浆体 体系,精细组织施工,顺利完成了固井施工,达到了甲方的要求。该井的完井固井工艺及其措施,为胜利油田和中石化在新区、新带、新层领域的油气风险勘探提供了宝贵经验。
     

复杂井固井低密度水泥浆体系性能研究

针对低压易漏地层固井中易漏失、流体窜槽和高浓度盐水对水泥环柱的腐蚀问题，提出以保持低密度水泥浆密度的稳定性为基础，突出水泥浆的触变性和使水泥石体积有一定微膨胀性能为依据的观点。通过改善水泥石的自身防腐蚀性能，研究出一种独特的密度为1.30~1.45 g/cm³的粉煤灰复合低密度水泥浆体系，以此来满足复杂井低密度固井的需要。室内评价了该粉煤灰复合低密度水泥浆体系的密度稳定性、触变性、界面胶结强度、防腐蚀性能。结果表明，该水泥浆体系不仅具有非常好的密度稳定性和良好的触变性，而且水泥石的体积有一定量的膨胀能提高界面胶结强度和水泥石较强的耐一定浓度盐水的腐蚀的性能，从而可将腐蚀介质对套管的腐蚀转化为对水泥石的腐蚀，延长套管和油气井的使用寿命。     

聚合物钻井液转变成水泥浆固井技术应用研究

本文对ＭＴＣ技术波特兰水泥转化法和高炉矿渣转化法的室内试验研究和现场应用进行了详细的论述。波特兰水泥转化法能提高水泥石抗压强度，高炉矿渣转化法能明显降低固井成本，综合考虑其特点，矿渣转化法有较大的技术优势。ＭＴＣ技术具有提高固井质量，降低固井成本等特点，有广阔的应用前景。     

TA系列苦咸水固井添加剂在塔中油田的应用

塔中油田缺乏淡水,地下水为苦咸水,与现有的国产和进口水泥添加剂不能匹配使用。为此,胜利油田和塔指联合研制成适用于苦咸水的TA系列水泥添加剂──降失水剂、缓凝剂、分散剂和消泡剂。经室内试验,水泥浆的失水、自由水、稠化时间、流动度和水泥石强度均可达到要求。经现场水平井、定向井的技术套管、油层套管10井次固井试验,合格率100%,优质率70%。该系列水泥添加剂也适用于淡水,而且效果更佳。