水泥浆性能对声波水泥胶结测井结果的影响

基于声波水泥胶结测井评价解释结果受被测介质声阻抗的影响，采用超声波测试方法探讨了常规水泥浆性能及其对水泥石声阻抗特性的影响规律。实验发现，不稳定的水泥浆体系，因固相颗粒沉降堆积、水泥浆水化不充分及凝固后体积收缩，严重影响了水泥环的层间封隔质量，但因其堆积后水泥石声阻抗值增加，声波水泥胶结测井时首波幅度降低，测井解释结果却较好。此外，空心漂珠低密度水泥石声阻抗值明显低于常规密度水泥石声阻抗值，固井后CBL首波幅度明显高于用常规密度水泥固井后测得的CBL首波幅度，常导致固井评价解释结果偏离实际封隔情况。研究结果表明，在评价固井质量时，应充分考虑水泥浆混合材质特性及水泥浆沉降稳定性对水泥石声阻抗的影响，以真实、合理地反映水泥环层间封隔质量。     

低密度水泥固井质量评价方法的改进

为了防止低压易漏地层发生固井液漏失并有效保护油气层,固井过程中经常采用低密度水泥浆体系。由于低密度水泥浆体系中密度减轻剂的使用,其水泥环的声阻抗值较之常规密度水泥环的声阻抗存在差异,若采用常规密度水泥的固井质量评价标准来评价低密度水泥浆体系的固井质量,则其真实可靠性存在问题。为此,进行了3种常用低密度水泥浆体系的水泥石抗压强度与声阻抗实验,分别测定了水泥石养护时间24 h和48 h的抗压强度和声阻抗值。结果表明,不同类型不同密度的低密度水泥石24 h和48 h条件下的抗压强度与声阻抗具有良好的线性关系,由此得出了考虑第一界面胶结良好时,基于抗压强度的低密度水泥浆体系套管波声幅值计算公式,进而提出了基于低密度水泥石抗压强度的低密度固井质量评价的改进方法,为全面改进低密度水泥浆体系固井质量评价标准奠定了基础。     

普光气田固井质量评价难点与对策

普光气田高含硫化氢,气井固井水泥浆体系多样化。当水泥浆凝固时间较短时,采用声波变密度测井（CBL/VDL）的方法来检验固井的胶结质量时,由于水泥浆尚未完全胶结,水泥环与套管、地层的声耦合很差,使得套管波幅度大大升高,造成第一、第二界面的胶结质量很差的误判,水泥浆凝固时间过长同样会造成胶结质量差的错误判断。为此,提出在应用声波变密度测井资料进行固井质量评价时,应充分考虑测井时间、地层岩性、水泥环隙、气侵等因素的影响,同时结合川东北地区固井质量评价规范,作出正确的质量评价,使声波变密度测井真正成为检验固井质量的有效手段。     

低密度水泥浆固井质量评价刻度试验研究

为了对低密度水泥浆固井质量进行评价,建造了低密度水泥浆固井质量模型。通过模拟试验研究了水泥浆固结硬化为水泥石的一段时间内,其声波速度、声阻抗及抗压强度、剪切力等参数的变化规律。试验表明,水泥浆中使用了添加剂后,水泥固结时间延长;水泥石的剪切力和抗压强度随水泥浆凝固时间增加而增加。低密度水泥石的抗压强度和剪切力更小,使用低密度水泥浆固井时要求层间封隔的距离比常规水泥浆固井要长才能起到封固作用。进行了低密度水泥浆固井第Ⅰ界面固井评价刻度试验,采用声幅相对值法和胶结比法得到第Ⅰ界面固井质量评价标准。该试验结果为正确评价低密度水泥浆固井质量提供了依据。     

HLC低密度高强度水泥浆体系的研究与应用

针对中原油田地层复杂,固井时易发生井漏的问题,研究开发出了HLC低密度高强度固井水泥浆体系.室内试验对减轻剂、增强增韧材料及其合理配伍性进行了优选,对用钻井液作配浆液的水泥浆性能进行了评价.结果表明,该水泥浆与钻井液有很好的相容性,能够有效提高二界面胶结质量;密度在1.55 g/cm3以上时,水泥石抗压强度均大于15 MPa;具有触变防漏作用,失水量小,对油气层污染小;水泥浆流变性、稳定性好,黏度低、动切力小,有利于提高顶替效率,还可用泥浆泵进行施工,固井操作简单,有利于环境保护和降低施工费用.HLC低密度高强度固井水泥浆的成功研发为封固低压、易漏层或长封固井段的固井提供了一种新方法.     

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。     

安岳气田磨溪009-4-X2井尾管固井技术

针对磨溪009-4-X2井φ177.8 mm尾管固井存在的井底温度高、封固段长、油气显示活跃且跨度长、钻井液密度高且污染严重、下开钻井液密度降低等难题,通过开展加重材料进行优选、对膨胀增韧机理、污染机理、优化工艺参数等研究,形成了高强高密度韧性防窜水泥浆体系、高效抗污染/冲洗隔离液体系及配套工艺技术等措施,解决了顶部水泥浆强度发展慢、高密度水泥石韧性改造难度大、水泥浆与钻井液污染严重、界面胶结质量差等问题,保证了固井施工安全,固井质量合格率为94.5%,优质率为74.8%,解决了固井质量差的难题,为该区块整体固井质量的提高提供技术支撑,为安岳气田高压深井的安全高效开发提供保障。      

混合材水泥浆组分与强度性能对水泥石声速特征的影响研究

固井质量评价主要依赖于水泥胶结测井结果，而声波水泥胶结测井结果受被测介质（套管-水泥、水泥-地层）的影响。文章利用超声波测试手段，以水泥环为主要研究对象，探索了高、中、低3种密度混合材水泥石的声速特征，定性地分析了固井水泥配方设计（组分、强度性能）对水泥石声学特性的影响。实验表明：在正常密度水泥石实验中一般声速反应较规则，基本与强度正相关；不同类型外加剂控制水泥石工程特性的不同，凝固后形成水泥石的内部均匀、密实及晶相连续性特征不同，声速反应也不同。因此，利用声波水泥胶结测井结果进行固井质量评价时，不能忽视混合材水泥浆设计（组分、强度性能）对测井结果的影响。     

枣园油田安山岩油藏超低密度水泥浆固井技术

为解决常规密度水泥浆体系在安山岩油藏固井过程中易漏失和封隔质量差的难题,优选视密度为0.70 g/cm~3的空心玻璃微珠作为减轻材料,依据紧密堆积理论,添加微硅和纤维等外加剂,提高水泥石的强度,从而形成了密度为1.20 g/cm~3的超低密度水泥浆体系。对其流变性、沉降稳定性、抗压强度、界面胶结强度进行了评价实验,结果表明其综合性能优良。现场实施5井次,固井质量均合格,油井射孔后获得高产。该技术对大港油田特殊岩性、易漏地层的固井具有借鉴和指导意义。     

新型防气窜水泥浆在埕岛油田CB306-1井中的应用

CB306区块在3200～3300 m井段有异常高压气层,当量密度高达1.38 g/cm3左右,固井时该井段水泥胶结较差,气窜现象严重,固井质量不合格.CB306-1井是该区块的第一口开发井,为了有效地防止气窜,提高固井质量,该井固井时采用新型防气窜水泥浆.该体系由SF-1氮气膨胀剂、降失水剂和减阻剂等多种水泥外加剂混拌而成.SF-1氮气膨胀剂呈浅黄色粉末状,易溶于水,适于水湿混或与水泥干混.在埕岛油田CB306-1井的应用表明,新型防气窜水泥浆性能稳定,膨胀量达到23%,加强了水泥和地层的胶结,并能有效地防止水泥浆失重时高压地层气体的侵入,提高了固井质量;该体系在常压下有较高的抗压强度,对水泥石后期强度影响较小;可以湿混或干混,易于海上固井施工.     

水泥石渗透率对胶结质量影响的数值模拟

固井胶结质量的好坏直接关系到油井安全、稳产,固井质量评价则是正确使用油井和采取措施保护油井的依据。开展固井胶结质量数值模拟系统的研究,把理论计算与模拟实验紧密结合起来,必将有益于固井胶结质量正确评价。通过数值模拟计算得出固井水泥石不同渗透率时的声波检测结果,找出水泥石渗透率对胶结质量检测结果影响规律。结果表明,随着水泥石的渗透率的增大,首波幅值也随着变大,声波检测结果固井质量变差。即当水泥石为高孔高渗孔隙介质时,即使水泥骨架与套管胶结良好,也会出现与一界面窜槽相似的较强的套管波。同时,在地下动态地层水的淋滤、腐蚀作用下,水泥石渗透率增大,从而影响了延时测井条件下声波检测结果变差。     

超低密度水泥固井质量评价方法

为了准确评价超低密度水泥浆固井质量,采用室内试验方法,研究了养护时间、温度和密度等参数对超低密度水泥石强度和声学特性的影响规律,拟合得到不同密度水泥石抗压强度与纵波、横波声速之间的关系方程;结合套管井井下声场分析结果,构建了基于抗压强度的超低密度水泥测井评价相对声幅改进算法,并建立了基于抗压强度的相对声幅校核图版。验证结果表明,漂珠类超低密度水泥石的相对声幅与抗压强度之间的对应关系较好,随着抗压强度增加,相对声幅减小;在相同抗压强度条件下,相对声幅随着水泥浆密度升高而减小。研究表明,应用超低密度水泥浆固井质量评价相对声幅校核图版,可以显著地提高固井质量评价的准确性和针对性。     

聚合物驱油田固井水泥浆体系优选及应用

河南油田注聚合物驱试验区块实施三次加密钻井调整和注聚合物三次采油措施后,聚合物侵入水泥浆使水泥浆增稠、流动性降低,从而降低固井顶替效率,采出液中各种离子成分对水泥石产生腐蚀作用,水泥石渗透率增大、水泥石抗压强度和胶结强度降低,最终影响固井质量。针对注聚驱试验区调整井地质地层特点,采用防渗抗腐蚀水泥浆体系,提高注聚合物驱油田的固井质量,满足注聚合物驱油田的开发要求,解决了河南油田的固井难题。     

利用晶格膨胀剂提高二界面固井质量技术

固井二界面问题是一个亟待解决的工程难题,它会直接影响勘探开发的效果和效益已是不争的事实。在固井施工中,水泥环与地层的良好胶结是实现有效层间封隔的基础,但是水泥石体积的收缩往往是影响固井质量的主要因素之一研究从这一因素出发,研制出了晶格膨胀水泥浆体系,补偿水泥石的体积收缩,提高水泥石在环形空间的胶结强度,提高二界面固井质量,室内试验和现场应用证明：该技术可有效解决环空水泥石的体系收缩,防止油气水窜的发生,提高了二界面固井质量。     

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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。     

一种柔性水泥浆体系的室内评价

多分枝井固井作业中需要提高主井眼和分枝井眼连接处水泥石的柔韧性,保证固井作业质量。室内选择胶乳与纤维作为增加水泥石的柔韧性能的材料。通过评价不同胶乳加量下水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中胶乳的最优加量;通过评价加入了不同长度纤维的水泥石的柔韧性能,确定了柔性水泥浆体系中纤维的最佳长度,同时研究了纤维加量变化对水泥石力学性能的影响。将所建立的柔性水泥浆体系和常规聚合物水泥浆体系进行对比试验,结果显示柔性水泥石的抗冲击强度以及胶结性能有着大幅度提高,弹性模量大幅度降低。这不仅说明了该柔性水泥浆体系具有良好的柔韧性,同时也确立了柔性水泥浆的优越性与良好的应用前景。     

水平井水泥石力学性能的实验评价

为了提高水平井固井质量,需要对水平井水泥石进行科学而准确的评价,从而为有效改善水平井水泥浆性能提供更加可靠的理论依据。通过模拟水平井实际环境条件,对水平井固井常用的两种水泥浆体系进行了性能测试评价,得出其常规性能（析水、流动度、稠化时间等）虽满足固井施工要求,但水平段水泥环的水泥石力学性能表现出整体非均匀性的认识：水泥石胶结强度及弹性模量上部分较下部分小;水泥石泊松比上部分较下部分大,下部分水泥石的弹塑性形变能力较上部分弱;扫描电镜清楚观察到水平段水泥环的上部分疏松多孔,针状物质为纤维,下部分致密、严实。该实验成果为有效解决水平井固井质量问题提供了科学依据。     

低温胶乳盐水水泥浆体系研究与应用

针对浅层盐穴储气库井固井中存在的强度发展缓慢、水泥石韧性差等问题,开发了适用于浅层盐穴储气库井固井的低温胶乳盐水水泥浆体系.室内实验研究表明,该体系具有稳定性好、失水量低、水泥浆稠化时间可调、水泥石力学性能优良等特点,并且胶乳增强了水泥石的弹性形变能力,使水泥石韧性增强,有助于提高水泥石抗冲击破坏的能力.胶乳盐水水泥浆体系综合性能良好,能改善第一、二界面胶结,提高浅层盐穴储气库井固井质量.并成功应用于安宁盐穴储气库安资2井.     

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。      

油井水泥石增强用材料的制备与性能评价

橡胶颗粒表面的亲水性差、与水泥胶结性欠佳,作为弹性粒子用于固井会降低水泥石的抗压强度.为改善现有技术的不足,以二苯基甲烷二异氰酸酯、聚环氧丙烷二醇、硅酸盐水溶液、重质碳酸钙等为原料制备了一种多相颗粒材料,并对其结构进行了表征.在水泥中加入多相颗粒制得水泥浆或水泥石,评价了水泥浆的流变性、稳定性和水泥石的力学性能.结果表...