抗盐塑性水泥浆体系的室内评价和现场试验

塑性水泥浆体系是解决目前越来越多的深井、超深井固井难题的有效手段,但在大段盐膏层固井时,由于盐的侵入,而使水泥浆的性能发生改变,严重时可导致施工失败.为了提高盐膏层的固井质量,文章提出的抗盐塑性水泥浆体系,由G级水泥、早强增塑剂QA、降滤失剂SZ1-2、分散剂SXY、调凝剂PN和TEA组成.实践证明,该体系综合性能特别是抗盐性能优良,能满足深井、复杂井以及大段盐膏层的固井要求.     

新型液压分级注水泥器

分级注水泥技术,是目前石油工业普遍采用的一项固井工艺技术。它主要用于解决渗透性地层及低压油气井固井漏失问题;深井及超深井固井中水泥封固段长、水泥浆量大、施工时间长、中途稠化时间长影响施工的间题;解决高温差及高温梯度井固井问题;减少水泥浆失重造成的危害;减少气侵危害,提高固井质量;降低水泥浆液柱高度,减少注水泥作业对储层的伤害。     

如何提高深井超深井尾管固井质量

深井、超深井尾管固井是固井施工中难度最高,风险最大的工程,固井质量难以保证。文中分析影响深井、超深井固井质量的主要因素,剖析其固井施工难点,全面阐述保证深井、超深井尾管固井质量的方法和技术措施,对保证固井质量和减少施工风险具有很好的作用。     

深井塑性水泥浆体系研究

在深井的固井过程中经帮会面临大段盐膏层固井问题。深井本身具有井深、温度高、水泥环薄的特点，再加上地层盐水的侵入而使水泥浆性能发生变化，加大了固井难度；而且一般水泥石本身具有硬和脆的性质，易受后续施工、射孔或地下复杂作用力的影响而发生脆裂，或与套管、井壁剥离。采用以改性纤维为主要材料的早强增塑剂QA研究出了深井抗盐塑性水泥浆体系。对塑性水泥浆的惜规性能和抗盐、抗温能力及密度可调性进行了试验分析研究。试验结果表明，加入QA的水泥浆的惜规性能指标与不加QA的水泥浆接近，但水泥石抗裂程度明显提高，抗压强度增加25％～30％，7d的抗冲击韧性提高16．6％～22．3％，抗折强度提高18％～21％，弹性模量降低约17％；而且水泥浆抗盐性能优良，使用温度和密度范围宽，与各类外加剂配伍性好，流变性好，直角稠化，强度发展快，粘接强度高，有利于复杂地层的固井施工；工艺简单，操作方便，适宜现场推广运用。     

尾管注水泥循环温度预测模型的研究及应用

深井、超深井多采用尾管注水泥固井,水泥浆性能受温度影响较大,准确掌握循环温度是确保施工作业成功以及封隔质量的基本前提。循环温度对水泥浆性能影响较大,温度变化5℃,稠化时间可能相差1h以上。循环温度二维预测模型过于复杂,为此,建立了符合现场施工流程及井下实际情况的一维瞬态模型来预测尾管注水泥环空循环温度,并以一口5750m深井尾管固井作业为实例,预测出口温度与实测值平均误差为3℃。证明了所建立的预测模型具有较高的准确性,可为现场深井尾管固井水泥浆体系的设计提供依据。     

塑性水泥体系在川西固井中的应用研究

针对川西地区天然气高压、超高压气藏特点，在固井过程中解决环空气窜和层间互窜是川西地区固井的核心技术。为此，文章提出了在川西地区固井中使用塑性水泥体系的基本方案，通过大量的室内实验，研究和设计出适合川西地区的深井、超深井塑性水泥体系，通过在川西地区多口井固井中的应用，获得成功，对提高固井质量取得明显的效果。     

塔里木油田塔北地区深井超深井固井难点及对策

塔北地区深井超深井较多,油气井井深普遍超过5000 m,甚至达到7000 m。同一裸眼段地层存在多套压力系数,井筒上下温差大,井底循环温度波动极其敏感,固井时环空易窜流且存在盐膏层,这些因素给塔北地区深井超深井固井带来了极大的挑战,固井质量无法保证。结合塔里木油田塔北地区地质特点和井眼条件,分析了塔北地区深井超深井固井施工难点,针对各自难点提出了相应的解决措施,并以轮南11-4井为例进行了应用分析。     

井下作业处两项固井科研成果通过局级鉴定

四川石油管理局井下作业处固井公司“九五”重点科研项目———深井塑性水泥浆研究及应用和固井工程软件的研制与应用 ,两项技术近期在四川石油管理局组织的科研成果评审会上获得通过 ,受到评委好评。“深井塑性水泥浆研究及应用”项目 ,经过室内和现场试验 ,研制出的塑性剂所配制出的水泥浆体系性能优良 ,塑性水泥比普通水泥抗冲击的韧性可提高 2 0 % ,强度提高 10 % ,弹性模量降低 80 %。在深井固井施工中 ,提高了质量 ,该项研究成果达到了国内领先水平。针对高难度固井技术服务市场的需要 ,该处固井公司重视开展“固井工程软件的研制与应…     

超深井小间隙安全注水泥技术研究与应用

对于超深井小间隙来讲,注水泥施工设计较为重要,直接影响固井质量。由于井眼深、环空间隙小,在固井施工过程中摩阻大、泵压高、顶替效率差,易诱发井漏、污染等诸多实际问题,严重影响注水泥施工安全。针对以上难题开展技术攻关,提出了优化环空浆柱结构设计,抗污染先导浆设计,高效隔离液设计,防污染实验设计,结合浆体流变性对注替排量参数的设计等技术。该技术的运用,不仅保证了注水泥施工的安全,还提高了超深井小间隙固井质量。以双探1井?127 mm尾管悬挂固井为例介绍了超深井小间隙安全注水泥的技术措施与实施效果,现场应用表明该技术是适用的,能够保证注水泥时的施工安全,且固井质量合格。     

双级箍分级注水泥固井技术在塔中6-306井盐膏层中的应用

塔中6-306井是中石化集团西部新区部署在塔里木盆地的一口重点井,该井是西部油田的一口超深井,地层较为复杂,固井施工难度较大。影响固井施工和质量的主要因素:该井含膏盐层段较长造成下套管困难;含膏盐层段井径较大,在固井施工中水泥浆的流态、流速频繁变化,严重影响水泥浆顶替效率;该井封固段长,水泥量大,作业时间长,施工难度较大,对固井工具及附件的性能提出了较高的要求。通过对该井存在的难点分析,进行了固井套管串结构、双级箍选型,应用性能优良的盐水水泥浆体系,提高了盐膏层段固井质量,该井采用双级箍分级注水泥固井技术的成功为今后类似井固井提供了宝贵的经验。     

国内外国井技术现状及发展趋势

阐述了国内外近几年来在油井水泥外加剂、固井工艺技术、固井工具及附件、固井设计模拟与分析软件、水泥浆顶替技术、注水泥设备等方面的新进展，主要是油井基本水泥由一两种发展到13种；注水泥设备普遍采用计算机控制技术对配浆过程进行连续监控，注水泥设备向操作自动化、密度控制精确化、大能量和大功率方向发展；复杂地层固井技术日趋完善，开发了适应高压气井、塑性地层、低压易漏失井、多压力系统以及深井超深井高温固井配套技术；固井计算机模拟、仿真与监控技术，极大地提高了固井方案设计、现场施工的准确性、针对性和科学性；小井眼固井、水平井固井、分枝井固和大位移固井等特殊工艺井固井技术；研制了尾管悬挂器、双级（多级）注水泥器、扶正器。通过分析中国固井技术现状及与国外的差距，提出了中国今后要重点加强抗高温、抗盐系列外加剂的研究与开发，不断拓宽油井水泥外加剂的适用范围，进一步加大油井水泥外加剂的现场使用力度。     

中国石油固井面临的挑战及攻关方向

随着中国石油（CNPC）油气勘探开发工作的不断深入,油气勘探开发的对象日益复杂,固井质量要求越来越高,固井面临更加严峻的挑战。在分析中国石油固井面临形势的基础上,总结了近年来中国石油在固井工艺、外加剂及水泥浆体系、固井工具及附件、固井装备和基础理论研究等方面的主要进展,分析了深井超深井及复杂地层固井、复杂天然气井及酸性气藏固井、致密油气及页岩气固井、枯竭气藏储气库固井、海外复杂区块固井、海洋低温深水固井等6个方面面临的挑战,提出了要保证油气井长期有效封隔的关键技术,建议今后在基础研究、功能性水泥浆体系开发、配套工艺技术、功能性固井工具及装备研制等方面开展研究工作,对固井技术攻关具有一定的指导作用。      

青海油田英西深层水平井固井技术

青海油田英西狮子沟区块深层油气藏是近年来柴达木盆地油气勘探的重大突破,该区块资源潜力巨大,同时复杂的钻井、地质条件给固井质量和后续开采带来了巨大的挑战。针对该区块水平井多级压裂的开发特点,为了建立有效的层间封隔,保持水泥环长期密封完整性,通过分析固井难点,完善了固井工艺,优选水泥浆和前置液体系,形成了一套适用于狮子沟水平井开发的固井技术。使用自愈合剂有效封堵水泥石出现的微裂缝,抑制油气窜流,使其同时具有弹性水泥特征,保证水泥环长期密封完整性。形成的基体抗侵防窜水泥浆体系具有一定触变性和较强的内部黏滞力,具有良好的"静止堵漏"效果,同时可降低窜流发生的风险。2018年以来,该固井技术在英西狮子沟区块应用20余井次,平均井深5000 m,平均水平段长1000 m,现场应用效果良好,满足后续体积压裂改造的技术需求,为英西深层开发提供关键配套技术,具有广阔的市场应用前景。      

国内外高温深井固井技术研究现状

随着当今探井向深井、超深井的发展,高温深井的固井也变得越来越重要.高温深井中,经常遇到高压油气层,需要用高密度水泥浆体系来平衡地层压力,同时为了防止高压地层油气水窜,需要在体系中加入防气窜剂;为防止高温油气井、气采井、地热井中温度压力的变化引起的应力破坏水泥环的整体性,国外开发了柔性水泥浆技术;另外对于含有CO2腐蚀的高温油气井,国内外常采用特种水泥体系.本文详细介绍了这几种高温深井固井新技术以及它们在国内外的的应用发展现状.     

西部地区复杂深井固井技术

西部地区深井固井难题主要包括盐膏层固井、高压防气窜固井，长封固段固井和小间隙固井，在详细分析上述主要固井问题的基础上，提出了针对性的固井工艺措施，并指出应针对不同地质条件选用不同的综合性能良好的水泥浆及隔离液体系：对于盐膏层固井，应选用高早强抗盐水泥浆体系；对于高压气层固井，应选用防气窜水泥体系；对于长封固段固井，应选用优质高强低密度水泥体系；对于小间隙固井，应选用抗高温MS-R前置液体系。以T914井盐膏层固井、DLK3井高压气层固井以及永1井小间隙固井为例，介绍了深井固井配套技术在西部地区的应用情况。     

中国石化固井技术进展及发展方向

近年来,中国石化持续加大了深层超深层油气、页岩气和致密油气的勘探开发,为满足油气勘探开发需求,研制开发了自愈合、纳米液硅、温度广谱性等高性能新型油井水泥外加剂,开发了具有自身特色的抗高温、高密度和低密度（两高一低）以及弹塑性水泥浆,形成了超深井高温高压固井技术、页岩油气固井技术以及超长封固段大温差固井配套技术,基本满足了复杂地质条件下的 固井技术需求,推动了中国石化油气勘探开发进程。成功开发了系列高性能尾管悬挂器、分级注水泥等系列化固井工具、新型自动化控制的水泥车和一体化注氮泡沫水泥浆系统等固井装备、具有自主知识产权的固井优化设计软件,提高了我国固井技术水平和核心竞争力。展望未来,中国石化固井技术发展要坚持以需求为导向,重点发展复杂深井超深井固井技术、低渗透与页岩油气固井技术、老油田调整井复杂压力体系固井技术,更好地服务于复杂油气藏高效勘探开发。同时,加强跨界融合,研发新型多功能、广谱化、智能化、一体化新型固井材料以及大功率、自动化、智能化、设计监控一体化固井设备是未来固井技术发展的方向。      

胜利油田深探井固井技术难点与对策

针对胜利油田深探井固井面临地层压力层系多、井壁稳定性差、高温、高压等复杂地质条件,固井施工工艺复杂,压稳、防漏难度大,固井工具可靠性差,导致固井质量合格率偏低等问题,通过系统分析固井技术难点及其主要影响因素,研究了配套的深探井固井工艺技术。针对深探井高温、高压条件下进行固井施工时防窜、防漏等的需要,研制了高温水泥浆、晶格膨胀水泥浆、低密度高强度水泥浆、防窜抗渗水泥浆等4种水泥浆体系;通过压稳设计分析、钻井液性能调整、前置液优选、高压井防窜、固井工具优选等,研究了具有针对性的固井技术措施。2012年,该深探井固井工艺技术在胜利油田61口井进行了现场应用,结果表明,固井质量得到明显提高,其中第二界面固井质量合格率由之前的40%~50%提高到82%。实践证明,综合配套的深探井固井工艺技术能够满足该油田深探井固井施工需要。      

超深井注水泥塞技术

近几年,超深井逐年增多,由于井下落物、井斜超标、封隔高压层等原因,超深井注水泥塞也在增加。文章分析了超深井注水泥塞存在井下高温对水泥浆性能要求高;井下高压气层使水泥塞质量不好保证;井眼小、注灰量少,易混浆;井深替浆量大,准确计量困难等技术难点。针对以上问题进行研究,并根据川东北和塔里木注超深井水泥塞的现场实践经验,从做好水泥塞设计、水泥浆化验与损害试验、现场施工控制等方面介绍了注超深井水泥塞的技术对策,以川东北超深井YB3井(井深7450m)和塔里木超深井YQ6井(井深7510m)为例介绍了注超深水泥塞施工的技术措施与实施效果,并提出了注超深井水泥塞的建议,为今后超深井注水泥塞施工提供重要的借鉴作用。     

F17C油井水泥膨胀降滤失双效剂的应用研究

调整井固井作业中的流体窜流问题一直是国内外尚未解决的技术难题之一,这一问题在江苏油田老区调整井固井作业中尤为突出,针对江苏油田老区调整井,特别是油水同层井的固井难题,研究开发出同时具有塑性体膨胀,硬化体膨胀和降滤失双效作用的水泥浆体系,有效地解决了固井施工中的水泥浆脱水失重,收缩失重及硬化体积收缩所造成的微间隙,因而大幅度提高调整井的固井质量,经30余口井的现场实验证明,该水泥浆体系流变性好,失水量小,稠化曲线呈直角,早期抗压强度高,且使水泥浆在塑性状态和硬化后均能膨胀,属一种技术领先的新型多功能油井水泥外加剂,F17C膨胀降滤失剂的应用从很大程度上解决了江苏油田调整井的固井难题,固井优质率明显提高,因而具有很好的推广应用价值。