热采井抗高温长效水泥固井技术研究与现场应用

稠油油藏大多采用热力降粘的方式开采,主要是采用蒸汽热采的方法。注蒸汽热采一般为蒸汽吞吐,后期转为蒸汽驱,因此热采稠油井的固井必须适合和满足蒸汽吞吐和蒸汽驱开采方式。后期注蒸汽开采时,由于地层的保温效果很差,高温蒸汽在注入过程中能量通过水泥环很快耗散到地层中,导致稠油油藏达不到注蒸汽热采的效果,严重影响稠油油藏的开发效果。在注蒸汽开采过程中,水泥石在高温蒸汽环境中强度衰减严重,导致水泥环破裂损坏,使原本封固好的环空失效,引发油气水窜,严重缩短油井寿命。针对稠油油藏固井存在的问题,须研究开发一种适用于封固稠油热采井的长效固井技术,使该固井技术具有水泥浆热容高、保温效果好,可延缓蒸汽注入过程中能量损失;水泥浆具有良好的强胶结性能,大大改善固井第二界面胶结强度,有效防止油气水窜的发生,提高浅层水泥封固段长期封固效果;水泥石强度高,抗高温性能好,其强度在高温下衰减缓慢,可经受稠油热采高温蒸汽的侵蚀的优点。有效解决稠油热采井在高温驱替环境下固井质量差、油井寿命短的问题,为稠油油藏勘探开发提供有力的技术支撑。     

普光气田防气窜固井液试验研究

普光气田具有井深、井底温度高、压力高,地层压力系统复杂等特点,固井质量要求很高,固井难度较大。气井生产一段时候后,原固井水泥环与套管间产生微裂缝,气体通过微裂缝上窜至井口,导致井口附近严重憋压,造成很大的安全隐患。本文在总结气窜形成机理,特别是对微裂缝——微环隙的成因进行了较为全面的分析和总结的基础上,通过大量的室内固井水泥浆探索实验,研制出了以CW-1、NJ-1和GS-1为组合的最佳方案,该方案选用乳胶作为主剂,膨胀剂和抗高温稳定剂为辅助剂,配合一定的前置冲洗液,提高了水泥与钢管的界面胶结强度,增强了水泥浆的致密性,增大水泥浆对气体阻力,有利于增强防气窜能力。该水泥浆体系具有较好的流变性能和低失水性,较大的水泥石韧性和抗压强度,适合在普光气田固井现场中应用。     

稠油热采井固井低密度水泥浆体系研究与应用

目前海上稠油井注入蒸汽温度在350℃左右,多个注采周期后,若水泥石抗高温能力不足,封固水泥石会发生强度衰减,尤其是低密度水泥浆性能不佳,会导致水泥石完整性被破坏、密封失效、套管损坏、油井出砂等,多个问题随着井口上窜的蒸汽一起爆发.针对热采井固井作业,低密度水泥浆在350℃环境下的长期稳定性,对于稠油热采井封固质量的保障...     

顺南区块高温高压气井固井技术

塔中顺南区块通过勘探发现高压工业气流,该区块将是中石化西北油田分公司的主要油气勘探区块,但该区块固井存在井深裸眼段长、地层承压能力低,油气活跃、压力窗口窄、异常高温下水泥石衰减严重等难点,导致固井质量合格率和优良率低。通过研究,开展了大尺寸双级固井工艺的应用,研发超深井大温差低密度水泥浆体系、优选抗高温液硅防窜水泥浆体系,应用精细控压等关键技术,形成了塔中顺南区块固井整体技术方案,较好的解决了因固井质量差导致环空气窜的难题,为下顺南等区块超深易漏失高压气井的固井提供了技术支撑。     

土质环境对固井水泥环胶结强度与密封性的影响

在固井作业过程中,水泥环胶结质量的好坏将直接影响井口的环空带压,从而对井筒安全性产生影响,破坏井筒完整性.为探究固井水泥环在不同的土质条件下胶结强度和密封性的变化,本文进行了模拟实验,探究土质环境与固井水泥环胶结强度、密封性的关系.结果表明:土质条件相同的情况下,套管尺寸增大会使在胶结面处发生气窜需要的气压增加;套管尺...     

新港1井深井高温小间隙尾管固井技术综述

新港1井是2011年大港油田部署的一口三段制五开重点风险探井,设计井深5985m,152．4mm钻头实际完钻井深6716m,127．0mm尾管下深6714m。由于该井井深、井底温度高、环空间隙小、施工压力高,所以在固井过程中易出现层间互窜、顶部水泥石超缓凝、顶替效率差、水泥环薄且分布不均匀等固井技术难题。通过采取井眼净化技术、套管居中设计、优选高温防窜水泥浆体系、防污染、防回流固井技术及平衡固井技术,确保了该井#177．8mm和φ127mm尾管固井质量。     

新型无视固砂剂的研制

针对稠油热采井出砂的特点,以硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸盐等为原料,合成了适合于高温蒸汽井(350℃)的无机固砂剂。结果表明,这类无机固砂剂具有优异的耐高温性能,固砂强度高,成本低廉。该类固砂剂在蒸汽驱或蒸汽吞吐井中的应用前景十分广阔。     

超高温水泥浆在乐东A井中的应用

乐东A井位于莺歌海盆地,是一口高温高压预探井。最终完钻井深5057m,井底静止温度是210℃,是近年来海上固井应用的最高温度。针对现场需要,本文研制了密度为1.90g/cm~3至2.1g/cm~3的耐高温水泥浆体系。该体系选用AMPS类缓凝剂与有机酸复配的缓凝剂提高水泥浆的耐温性,能耐温至230℃;选用分散型高温降失水剂与防窜型降失水剂同时使用,两种降失水剂协同作用,大幅度提高水泥浆控失水能力以及防窜能力。实验表明,水泥浆稠化时间规律性好、抗高温控失水能力强、体系稳定性好、在200℃下,强度发展好,防窜性能SPN值小于3。同时研究了体系与隔离液的相容性。应用效果表明,设计的耐超高温水泥浆保证了该井高温高压固井作业质量和施工安全。     

汽窜井的特征、危害及应对措施

汽窜井分为单井单注汽窜和单井单注多井汽窜;面积驱内单井汽窜或多井汽窜。文章分析汽窜井的特征,针对油井出砂的危害总结了相应的应对措施。希望对读者有一定的参考作用。     

尖晶石加入量、水泥种类对刚玉-尖晶石浇注料高温抗折强度的影响

以板状刚玉、烧结尖晶石、氧化铝微粉和铝酸钙水泥为主要原料制备了铝酸钙水泥结合刚玉-尖晶石浇注料,研究了镁铝尖晶石加入量(质量分数分别为4%、7%、9%、11%、13%和15%)、铝酸钙水泥的类型(CA-270、CA-25R、CA-14M和Secar 71)对刚玉-尖晶石浇注料高温抗折强度的影响。结果表明:刚玉-尖晶石浇注料具有良好的高温抗折强度,试样的高温抗折强度受CA6高温结合相生成量、Al2O3固溶尖晶石的作用和原料带入的杂质高温下产生玻璃相共同作用的影响。在1 500~1 600℃范围内试样的高温抗折强度随着温度的升高而降低;在相同温度条件下,试样的高温抗折强度在尖晶石加入量为15%(w)时表现最好;不同种类水泥对试样高温抗折强度的影响主要表现为对高温结合物相CA6生成量的影响,同时水泥的细度和杂质含量对强度有明显影响,水泥越细,杂质越少,高温抗折强度越大。     

高温防窜乳液水泥浆体系研究与应用

高温高压气井防气窜固井对水泥浆性能要求高,常规水泥浆难以满足固井要求。在分析高温高压气井防气窜固井难点的基础上,优选胶乳防气窜剂与新型纳米液硅防气窜剂,将二者有机复配,通过致密充填、活性胶凝、改善水泥石力学性能等方式提高防气窜性能,研制出高温防窜乳液水泥浆体系。该防气窜水泥浆体系具有流变性好、API失水低、直角稠化和沉降稳定性好等特点,且对缓凝剂加量、密度、温度计配浆水陈化等因素不敏感,便于现场操作与施工。水泥浆静胶凝强度发展快,防气窜性能好,水泥石高温强度高、高温稳定性好,且水泥石渗透率低,有利于防止气体渗流。该防窜乳液水泥浆体系在中国石化西北油田成功应用多井次,较好地解决了高温高压气井固井难题。     

碳酸钙晶须改善固井水泥浆性能研究

随着油气勘探向深部地层和低渗透油气藏的延伸,对固井水泥浆性能尤其是水泥环的力学性能提出了更高的要求.针对目前固井用纤维所存在的问题,研究了碳酸钙晶须这一无机矿物纤维对固井水泥浆性能的改善作用.实验包括:①晶须水泥浆的流变性和失水量等常规工程性能;②晶须水泥石的1d、3d、7d、14d和28 d抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度,使用6265型机械性能测试仪,在不破坏水泥试样的情况下测试了水泥石的抗压强度和杨氏模量发展;③使用5265型静胶凝强度测试仪,测试了水泥浆的静胶凝强度发展,以评价其防气窜性能;④晶须水泥石的孔径和渗透率测试;⑤用扫描电镜对水泥石微观形貌进行观察,探讨了增强机理.结果表明:①晶须水泥浆工程性能良好;②碳酸钙晶须显著改善水泥石的力学性能,晶须加量为10％时,水泥石28 d抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度提高33.34％、45％和39.28％;③碳酸钙晶须水泥杨氏模量发展稳定,静胶凝强度发展迅速,防气窜性能良好;④晶须加量为10％时,孔隙度较空白试样降低23.4％,渗透率下降14.3％;⑤增强机理在于碳酸钙晶须的桥联、控制微裂纹产生和扩展及纤维拔出耗能作用,减缓裂纹的产生和延展.     

用变密度测井评价固井质量

对固井质量进行评价的主要目的是防止层间窜槽(窜槽是指水泥没有完全充填的一种现象)。一口井在固井后不发生窜槽的充分必要条件是水泥与套管。水泥与地层都要胶结良好,其中任一界面胶结不好,都会引起层间窜槽。常规"固放磁"测井只能识别水泥与套管接触面第一界面的胶结程度,而不能反映水泥与地层第二界面的胶结程度。为解决这一矛盾,适应油气勘探开发生产的要求,声波变密度测井运用FORWARD平台解释固井质量的好坏,对固井质量检查起到极其重要的作用。     

泡沫水泥浆固井技术在页岩气生产套管固井中应用研究

针对页岩气区块水平井固井漏失低和压裂后环空带压的技术难题,开展泡沫固井技术的应用研究,达到提高固井质量和实现长效密封的目的。结合平桥区块地层漏失特点及压裂后环空带压规律,采用平衡压力固井技术,设计分段式泡沫低密度水泥浆注结构,实现防漏和防气窜固井工艺设计;优化泡沫水泥浆体系,优选发泡剂和稳泡剂,提高体系中泡沫半衰期及高温稳定性,保障泡沫在浆体中原位高效分散;采用大尺寸水泥环密封能力评价装置模拟井下压裂施工压力变化,水泥环能够满足30段以上的分段压裂层间密封和长效密封要求;结合固井施工过程井下温度压力环境,设计泡沫水泥浆两段式注气方法及配套工艺,实现防漏防窜工艺,并在焦页198-1HF中的生产套管固井成功应用。泡沫水泥浆封固井段优质率达到98.2%,施工过程无漏失现象,压裂18段后未发生环空气窜,为页岩气井防漏防窜提供了新的技术方法和手段,具有良好的借鉴意义和推广价值。     

油田固井水泥自修复技术研究进展

摘要：水泥环受井下各因素的影响,其完整性易遭到破坏,形成微孔隙通道,造成气水窜、套管持续带压等现象,对油井产能及寿命产生不利影响。将水泥微裂缝自修复技术应用于固井水泥环中,使其具备对微孔隙的自修复能力,对维持水泥环耐久性,适应井下复杂条件具有重要意义。本文综述分析了目前自修复技术在油田固井上的研究应用状况,以期为固井水泥环自修复技术研究及材料开发有所借鉴。     

水泥胶结评价测井仪对比及其在固井质量评价中的应用

目前,常用的测井技术手段有:水泥胶结测井(CBL)和新兴的水泥胶结评价测井(CET)。本文主要论述了CET在评价固井质量时,不仅克服了CBL常见的受微间隙和偏心影响,提高了对局部窜槽的测量灵敏度,还利用自身可从方位上识别水泥胶结状况、探头可拆卸更换、多层高度测量等优点,在固井质量评价中有更为广泛的应用。     

抗高温低密度水泥浆体系研究与应用

为解决低密度水泥浆高温强度低、减轻材料承压能力不高、低密度水泥浆配浆困难等难题,研制了低密度增强材料DRA-2S、优选了耐压105 MPa的高性能空心玻璃微珠、聚羧酸分散剂DRS-2S及其他配套抗高温水泥外加剂,开发了抗高温低密度固井水泥浆体系。研究结果表明,该水泥浆能够满足循环温度150℃、井底静止温度180℃、耐压105 MPa的固井要求,顶部127℃静胶凝13.3 h起强度,24 h抗压强度12.4 MPa。开发的抗高温低密度水泥浆在西南油气田高温探井ZJ2井Ф127 mm尾管固井成功应用,固井质量合格率96.7%,为西南油气田高温易漏失复杂深井勘探开发提供了固井技术支撑。     

热采井固井用铝酸盐水泥浆体系浅析

热采井主要是使用蒸汽吞吐、蒸汽驱和火驱的方法,使油藏热力降粘后进行开采的油井。热采井固井水泥环在开采过程中,要承受300℃以上的温度,其中火驱时的温度可达650℃。这就对水泥环耐高温后的稳定性和致密性提出了很高的要求。论文结合西南石油大学研究的铝酸盐水泥浆体系,对热采井固井水泥浆体系进行对比分析和探索。     

超高强耐磨耐火浇注料性能的研究

以高铝矾土熟料为骨料,不同比例的超微粉（硅粉）和铝酸盐水泥为结合剂,加入高效外加剂三聚磷酸钠（P3）采用正交实验法以不同配方进行耐火浇注料的成型,分别对试样进行了110,540,815℃力学性能及烧后线收缩率的测试和分析。结果发现影响低水泥耐火浇注料性能的主要因素：水泥的用量是低温阶段耐压强度、抗折强度的主要影响因素,硅粉用量是高温阶段强度的主要影响因素;对于耐火浇注料烧后线收缩的影响,分散剂P3则是高温、低温阶段强度的主要因素。     

发展调整井固井技术 满足油田开发需要

在长期注水开采因素的影响下,我国的很多油田都存在层间窜流、注采不平衡的问题,这对于调整井固井质量产生了极大的影响,在开发初期阶段,固井质量高,在注水后,固井的质量受到了一定的影响,在进入到开发的中期与后期阶段中,固井质量就越来越难以保障,其主要表现就是水泥浆纵向窜槽、注水见效层水泥凝固效果不好、层间或者产层封固不合格等等,为此,必须要发展调整井固井技术,本文主要分析这一技术的发展方式。