纤维堵漏低密度水泥浆的室内研究

钻井和固井过程中常遇到井漏。低密度纤维水泥浆可通过纤维堆积和架桥作用在漏失层井壁上形成网状结构,对漏失层进行有效封堵。室内以微硅和漂珠为外掺材料,以纤维做堵漏材料,配制成低密度纤维水泥浆。实验表明纤维对水泥浆的基本性能影响较小。利用水泥浆静态模拟堵漏装置,评价了该水泥浆的防漏、堵漏能力。试验结果表明：该水泥浆对缝宽2mm以下的裂缝性地层和孔径2mm以下的孔隙性地层有很好的封堵能力,静态堵 漏的承压能力达到了7MPa,扩大了井下的压力安全窗口,可用于钻井和固井过程中的堵漏、防漏。     

高密度纤维堵漏水泥浆的实验研究

根据正交实验结果的极差分析和方差分析，得到了高密度（2．30g／cm^3）纤维堵漏水泥浆的基础配方，并用水泥浆堵漏静态模拟实验装置对纤维类型进行了优选。评价了纤维加量和长度以及与不同粒径河砂复配对高密度水泥浆封堵性能的影响，研制出了抗温抗盐高密度纤维堵漏水泥浆和纤维加颗粒（河砂）复合材料堵漏水泥浆。阐述了纤维堵漏水泥浆的堵漏机理。研究结果表明，高密度纤维堵漏水泥浆和纤维加颗粒（河砂）复合材料堵漏水泥浆对2mm的裂缝性漏失和4mm以下的孔隙性漏失有很好的封堵能力，形成的滤饼较薄。     

复合纤维水泥浆承压堵漏技术在马2井中的应用

马2井在井深4077-4148m处多次发生失返恶性漏失，经多家专业化公司和泥浆服务单位采用不同的技术历时60d进行了4次大型堵漏作业，最终采用复合纤维水泥浆堵漏成功并有效提高了地层承压能力，为下套管固井创造了良好条件。主要研究了复合纤维水泥浆承压堵漏技术在马2井中的应用情况。通过该井堵漏技术的运用，为川东北地区提高地层承压能力和堵漏积累了十分宝贵的经验。     

HQW-1堵漏纤维的承压堵漏实验研究

堵漏纤维HQW-1具有来源广、成本低、分散性好的特点,通过与堵漏纤维XWR、堵漏纤维SMR的对比实验,研究分析了其承压堵漏性能的规律。结果表明:堵漏纤维HQW-1在钻井液中能够有效的分散伸展,形成空间网架结构,表现出良好的堵漏性能,能够适用于不同类型的漏失地层;2%的堵漏纤维HQW-1加入到钻井液中,可以提高体系的承压堵漏能力,在大孔隙砂层与裂缝性漏失层堵漏效果明显突出;堵漏纤维HQW-1与XWR复配后,配伍性好,其堵漏性能进一步提高。堵漏纤维HQW-1在复杂漏失地层承压堵漏方面取得广泛应用,可改善堵漏效果。     

复合纤维水泥浆在川东北钻井承压堵漏中的应用

马2井为四川盆地川东北通南巴构造带马路背构造上的第一口预探井,不可预见的因素较多,存在钻遇超高压油气层的可能性。要求每钻开一个产层前,必须对上部裸眼进行承压堵漏试验,在使用核桃壳、锯末、聚合物堵漏剂、非渗透封堵剂、凝胶等材料堵漏后,地层承压仍然不能满足设计要求。选择复合纤维水泥浆体系,优选复合纤维的长度、分布、比例,通过不同长度、不同性能的纤维结网架桥,水泥颗粒充填固化并形成一定强度,取得较好的封堵效果,地层承压当量密度由1．76g／cm^3提高到2．11g／cm^3。保证了继续安全钻进。实践证明,复合纤维水泥浆体系可以有效堵漏并较大地提高地层的承压能力。     

溶洞堵漏用遇水增稠承托液的室内研究

处理大溶洞、大裂缝引起的失返性漏失,目前主要采用水泥浆进行堵漏。施工中,在注入水泥浆之前,需注入起承托作用的高黏度承托液,保证水泥浆停留洞口,从而达到堵漏目的。目前常用的承托液主要以高黏度稠浆为主,极易被地层水冲稀,无法起到承托目的。通过室内合成高分子聚合物YSZC-1,并将YSZC-1与油基液体复配,形成一种遇水增稠型油基承托液,该承托液黏度可调,能满足现场施工要求。遇水增稠的特性从根本上避免了承托液被冲稀导致溶洞堵漏失败的可能。该承托液与清水、水基钻井液混合后,表观黏度呈指数级上升,承托液与水基钻井液按照体积比1:1混合时,混合后承托液黏度最大,体积比上升至1:9时承托液表观黏度仍然达到133 mPa·s,具有很强的抗稀释性,在150℃,老化16 h,表观黏度无明显下降。该承托液抗盐能力达到饱和,抗Ca2+能力在5%左右,具有很好的抗盐性,与水泥浆有较好的相容性,不会造成水泥浆“闪凝”影响施工安全,能满足溶洞堵漏对承托液的各项要求,提高溶洞堵漏成功率。      

水泥浆堵漏计算方法新探

在钻井中,遇见“压差型”漏失,并采用水泥浆堵漏时,根据“平衡”堵漏原理,计算出漏层压力,来确定注水泥浆时的下钻深度和替量,达到预期的堵漏目的。若按本文推导出的计算结果施工,在施工中损失的钴井液量最小。     

新型承压堵漏水泥浆体系的室内研究

在渗漏型地层和诱导裂缝性地层固井时,水泥浆低返是各油气田急需解决的一项难题。从材料学角度出发,开发出了一种可承压延时吸水膨胀材料DRF,其核心组分为经过表面改性和化学接枝处理的棒状及球状高分子吸水膨胀树脂。评价了DRF承压堵漏水泥浆的常规固井施工性能和堵漏能力,分析了其作用机理。实验结果表明,DRF具有一定的降失水功能,使浆体游离液为0,水泥石渗透率降低72%,通过配合使用稳定剂,可提高水泥浆的沉降稳定性;DRF承压堵漏水泥浆能在0.7～6.9 MPa的压差下封堵不同粒径石英砂模拟的微渗漏和大孔洞型渗漏性漏失,对2 mm以下的裂缝性漏失也具有较好的堵漏能力。     

纤维防漏水泥浆体系的研究与应用

为解决塔河油田在固井期间存在的碳酸盐岩孔洞、裂缝性漏失,通过对堵漏机理和堵漏材料的优选,研制了纤维防漏水泥浆体系。通过对5,10,19 mm的堵漏纤维ALF-1水泥浆进行实验评价,结果表明5 mm的堵漏纤维ALF-1加量在0.2%～0.3%的范围最为适宜,对1 mm的裂缝和孔洞具有较好的封堵效果,承压能力高于7 MPa。在塔河油田TP337X井尾管固井中,采用该纤维防漏水泥浆在施工过程中全程无漏失,声幅测井显示固井质量良好。     

FCL工程纤维在碳酸盐岩裂缝性漏失堵漏中的应用

裂缝溶洞性漏失是钻井过程中面临的一个严重问题,最常见的处理措施是泵注高浓度的LCM堵漏浆FCL工程纤维是新研发出的一种纤维材料,平均直径为10～20 μm,长度在8～12mm之间可调,使用浓度一般为0.8％～1.0％,抗温大于170℃.讨论了FCL工程纤维的作用机理,对FCL纤维堵漏浆的堵漏效果进行了实验评价.FCL工程纤维承压堵漏技术在西部海相碳酸盐岩裂缝溶洞性漏层应用了11口井,成功封堵9口井,成功率大于81％.FCL工程纤维复合承压堵漏技术的成功应用为碳酸盐岩裂缝溶洞性漏失提供了一种有效的解决方案.     

钻井液转变成水泥浆的室内研究

固井作业中常因井壁水泥面间密封差、附着于裸眼井壁的泥饼及隔离液对水泥浆产生污染,而影响固井质量。介绍了将钻井液转变成水泥浆的MTC技术。对分散剂、早强剂、有机缓凝剂及激活剂进行了MTC体系配方优选。试验表明,该配方使转化后水泥石3d强度大于10MPa,流变性、稠化时间等性能均可满足固井施工要求。     

固井纤维水泥的研究

为解决完井增产措施后,因环空胶结不良而引起层间窜流的问题,经过分析和试验筛选,选择了有机合成纤维G805并用于固井施工,并对纤维水泥浆的常规固井施工性能及力学性能进行了室内评价和机理分析。结果表明,水泥浆中的G805在掺量小于0.5％范围内易于均匀分散;纤维能提高水泥环的抗冲击性,降低射孔对水泥环的破坏;有机合成纤维对水泥的力学性能确有一定的改善。     

高温盐水水泥浆体系的室内研究

在盐膏层固井作业时,常规的淡水水泥浆不能满足固井作业的要求。在评价了不同缓凝剂和不同降失水剂对盐水水泥浆性能影响的基础上,优选出了以缓凝剂CHY-5和降失水剂CFL-2为主剂的含盐量为18%(BWOW)盐水水泥浆体系,并分析了和CFL-2的作用机理。室内研究表明:缓凝剂CHY-5对温度不敏感,能有效的防止井底温度波动对固井工作的影响;降失水剂CFL-2能有效控制体系的滤失量;优选的盐水水泥浆的稠化时间可调,过渡时间短,呈近直角稠化;能满足深部地层(约4 000 m)、井温约140℃的地层固井作业的要求。     

阿31-102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8～1.4.钻井过程中在1459～1670 m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150 m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3.井漏同时也存在较严重的油水浸现象.为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的.现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36 h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求.     

抗冲击韧性水泥浆体系室内研究

固井施工中,由于某些原因在水泥石中形成许多初始缺陷,在射孔、压裂等作业产生的冲击载荷作用下,初始缺陷的裂纹尖端处会形成高度的应力集中,随着应力水平的发展,裂纹将迅速扩展,形成裂纹、裂缝,造成油气层段窜槽,给射孔后开发和改造挖潜等增产措施带来极大困难.通过研究和分析水泥石环发生破坏的情况及应力变形特征,研究出水泥石塑性较高而脆性较小的抗冲击韧性水泥浆.对水泥石抗压强度、抗折强度、动态弹性模量、泊松比、最大扰度、动态断裂韧性和射孔损伤程度等参数的测试表明:水泥浆中加入改性纤维、聚合物对水泥石的动态力学性能有明显提高;水泥石抗压强度越高,脆性越大,弹塑性、断裂韧性越弱;采用抗冲击韧性水泥浆,水泥石塑性较高而脆性较小,水泥环具有一定的抗冲击性和韧性,可减小井下作业对水泥环的损坏,降低、节省修井费用,延长油气井的寿命,提高采收率.     

防漏水泥浆体系在吉林油田严重漏失地层中的应用

海坨构造位于吉林油田松辽盆地南部中央坳陷,该地区下部地层裂缝发育,在钻井和固井过程中经常发生严重井漏和水泥浆低返事故,固井质量无法保证.在分析了该地区构造特征、裂缝性质及固井施工中存在问题的基础上,采取了以防漏水泥浆体系为主,结合小排量顶替的防漏固井工艺技术.室内评价和3井次的现场试验结果表明:以F27A为主的防漏水泥浆体系堵漏效果突出,其综合性能优于低密度水泥浆体系.F27A防漏水泥浆体系有效地解决了海坨地区严重漏失探井固井作业中水泥浆低返的技术难题,满足了该地区固井施工技术要求,显著提高了易漏地层的封固质量.     

水泥浆失水量对油气层损害影响的试验研究

用失水量不同的水泥浆进行岩心污染试验,研究了水泥浆失水对岩心渗透率和污染深度的影响.结果表明,水泥浆失水量对岩心污染深度影响不大,但对岩心渗透率有很大影响;随着水泥浆失水量的增加,岩心渗透率下降,试验条件下最大渗透率损害率达77.8%.现场保护油气层效果表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内.     

微膨胀纤维增强水泥浆的性能试验研究

在固井施工中,为了提高水泥环与地层、套管间的胶结性,实现有效层间的良好封隔,保证油井的正常生产和后续增产措施的顺利实施,延长油井寿命,需要提高注入水泥浆的各项性能。为此,在微膨胀水泥浆体系中加入JFR活化纤维,研制成微膨胀纤维水泥浆。通过对微膨胀纤维水泥浆的稠化时间、流变性、API失水、水泥石抗折与抗压强度、水泥石抗衰减性能进行试验,发现微膨胀纤维水泥浆的稠化时间任意可调,流变性能良好,API失水量小,水泥石的抗折、抗压强度及抗衰减、抗收缩性能高。     

纤维增韧小井眼水泥浆性能研究

由于小井眼环空间隙小的特点,小井眼固井较常规井眼固井有更大的难度,对水泥浆提出了更高要求。文中研究了由改性纤维XW-5构建的密度为1.50,1.85,2.00g·cm^-3的水泥浆的性能。结果表明,该水泥浆流变性好,滤失量控制良好,浆体稳定性好,稠化过渡时间短,早期抗压强度高,抗冲击功和抗折强度高,且具有很好的防漏效果,能够满足小井眼固井要求。