复合低密度水泥浆体系在苏里格气田的研究与应用

苏里格气田属于低压、低渗透气田,存在承压能力较低的地层,固井作业时易发生漏失,为提高套管串压力完整性及钻完井作业的时效性,固井设计要求固井水泥浆一次上返对环空进行全井段封固。室内实验研究了一种以GGQ为主要材料的低密度水泥浆体系,该水泥浆体系具有密度低、强度高、性价比优良等特点。现场试验结果表明:应用复合低密度水泥浆体系进行固井作业,固井质量良好,可以满足苏里格气田一次上返全井筒封固的要求。

漂珠-微硅复合低密度水泥浆体系在苏丹1-2-4区块应用中的抗压强度与密度和温度之间的相关性研究

固井水泥浆抗压强度是固井质量的重要参数,而地层温度和水泥浆密度是影响抗压强度的重要参数指标。本文结合近年来苏丹1-2-4区块漂珠+微硅复合低密度高强度水泥浆体系的广泛应用与国内学者对该水泥浆体系进行的室内理论研究,利用多元回归分析方法对实验所得该水泥浆体系的抗压强度等重要参数数据进行线性回归分析,得到线性回归模型。结果表明:漂珠+微硅复合低密度高强度水泥浆体系抗压强度与实验温度(模拟地层温度)、水泥浆密度之间确实存在着线性相关关系,应用回归模型可以利用温度和密度数据来计算抗压强度,从而对固井现场施工工作起到指导作用。

微硅-漂珠复合低密度高强度水泥浆体系的研究与应用

为解决桩西油田固井质量不理想问题,开发出了一种微硅-漂珠复合低密度水泥浆体系,该体系具有密度低,稳定性好,抗压强度高,配伍性好等特点。现场应用表明,该水泥浆体系解决了桩西油田地层压力低、封固段长和固井质量差的问题。

低密度水泥浆体系在WS2-5井的应用研究

WS2-5井由于地层压力的系数相对偏低,因而在钻井施工时经常出现漏失的问题,应用常规的水泥浆体系也不能达到固井标准的相关要求。针对这一问题,研制出了一种适用于地层压力系数偏低的低密度水泥浆体系。通过室内实验进行评价之后发现,本文所研制的水泥浆体系其流变性以及沉降稳定性都处于较好的水平,且水泥石拥有较好的抗压强度,在将其应用于WS2-5井的钻井施工后,没有出现漏失的问题,取得了很好的固井效果,适用于类似井的钻井施工。

高强超低密度水泥浆体系研究

国内外利用颗粒级配和紧密堆积理论研究开发了1．20～1．65g／cm^3的低密度水泥浆体系，解决了固井中的技术难题，取得了比较满意的效果。随着勘探开发复杂古潜山油藏、海相碳酸岩盐裂缝油藏，保护油层、保护套管的需要，对水泥浆提出了更高的要求。特别是超深井、高温度、长封固、平衡压力固井施工，要求水泥浆超低密度、高强度、体积不收缩。目前，国内外还没有水泥浆密度低于1．10g／cm^3的超低密度体系的应用报道。通过采用美国3M公司的高强低密度人造空心微珠，进行了超低密度水泥浆体系的试验，在水泥浆密度达到1．04～1.10g／cm^3时，依然具有较高的强度和较好的水泥浆性能，可以应用到超深井、超长封固的固井施工中。

复杂井固井低密度水泥浆体系研究

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。

复杂井况固井低密度水泥浆体系

针对粉煤灰低密度水泥浆体系存在的不足 ,经过室内研究 ,开发出了适用于高水灰比条件下的粉煤灰体系稳定剂SSD和早强激活剂TSN ,使粉煤灰复合低密度水泥浆性能稳定 ,密度在 1.30～ 1.4 5g/cm3 范围内可调 ,抗压强度较高并具有一定膨胀性。稳定剂SSD是以海泡石这种具有高比表面积纤维状物质为主 ,它加入到水泥浆体系中 ,将发挥纤维在界面上的交联与强化作用 ,以提高水泥石的抗压强度并使水泥浆具有一定的触变性。实验结果表明 ,稳定剂SSD的加入使水泥浆的析水率有明显减少 ,保证粉煤灰体系在高水灰比下的稳定性 ,同时由于稳定剂中还含有活性成分SiO2 、MgO ,能进一步提高该水泥石的抗压强度以及凝结后水泥石体积有一定量的膨胀 ,实现水泥环与地层、套管间的良好胶结 ,提高固井质量。

抗腐蚀低密度水泥浆体系的研究

分析了地层水腐蚀油井水泥的机理,并通过大量试验研究,开发出了密度为1.30—1.50 g/cm^3的低密度水泥浆体系。同时在模拟腐蚀性地层水中,对该体系水泥浆凝结硬化形成的水泥石试件的耐久性和浆体的综合工程性能进行了评价。结果表明,该低密度水泥浆体系耐地层水腐蚀能力强,综合工程性能良好,可满足易漏浅井防止腐蚀性地层水腐蚀套管外壁的固井要求。

优质高强低密度水泥浆体系的设计与应用

低压易漏地区的油气勘探开发对固井水泥浆密度提出了更高的要求 ,而常用的低密度水泥浆体系在更低的密度条件下已不能满足固井施工的基本要求。通过采用颗粒级配原理 ,优化低密度混合物中颗粒的粒度分布 ,提高体系的密实程度 ,使低密度水泥浆体系的强度和其它性能大幅度提高。依此原理设计的漂珠微硅低密度水泥浆体系性能如下 :①密度范围为 1.2 4～ 1.32g/cm3 ;②密度为 1.2 4g/cm3 时 ,5 0℃、2 4h抗压强度达到 14MPa ,75℃强度超过 16MPa ;密度为 1.2 9g/cm3 时 ,5 0℃、2 4h强度达到 14MPa,75℃强度超过 17MPa ;③具有良好的流变性 ,较短的稠化过渡时间 ;④静胶凝强度发展形态较好 ,从 4 8Pa到 2 4 0Pa的过渡时间均小于 2 0min ;⑤API失水量小 ;⑥超低密度水泥体系的强度已达到常规密度水泥体系的标准 ,其强度以及综合指标已远远超过普通低密度水泥浆体系。现场应用 2 0多井次 ,取得了良好的效果。

复合减轻材料及低密度水泥浆体系研究与应用

针对常规低密度水泥浆体系抗压能力低、浆体稳定性差,常规减轻材料降低密度范围有限,受地层压力或成本影响较大的难题,优选出减轻材料A和B、充填材料C和D,根据自制简易装置确定的粗、中、细三级颗粒最佳体积比为(8~10)∶(1~2)∶(2~2.5),开发出了BH-LW601S和BHLW602S两种复合减轻剂,堆积密度在0.60~0.90g/cm3之间,抗压能力达到了70MPa。采用复合减轻剂配制1.20~1.60g/cm3的低密度水泥浆体系,流动度大于18cm,API滤失量小于50mL,抗温达180℃,浆体稳定性良好,上下密度差小于0.03g/cm3,24h抗压强度大于15MPa,稠化时间可调,综合满足工程要求。该低密度水泥浆体系有利于解决长封固段、薄弱易漏地层固井技术难题,现场应用8井次,效果良好。

大庆油田低密度低温防窜水泥浆体系

针对大庆油田低温浅层气井长封段固井中,低密度水泥浆终凝时间长,胶凝强度发展缓慢,失水大,防窜性能差,易产生环空气窜及管外冒气等现象,影响了固井质量。研究了低密度低温防窜水泥浆体系,采用复合型早强剂、聚丙烯酸酯聚合物胶乳降失水剂、可分散聚合物胶粉防窜剂,改善低密度水泥浆综合性能,在低温条件下,凝结时间缩短了50%,早期强度提高了46%,渗透率降低了50%,界面胶结强度提高了47%。现场应用18口井,固井优质率提高了11.1%,管外冒发生率降低了1.6%,低密度低温防窜水泥浆体系能够满足固井施工作业要求,提高了低温浅层长封井固井质量。

吉林油田低密度水泥浆体系的研究与应用

吉林油田开发的新区块中,多数井井深为1500-2500m,井下情况复杂,井漏、井塌现象时有发生、地层油气水活跃,给固井施工造成了很多困难,也严重影响了固井质量。为解决这些区块的固井技术难题,研究出并且应用了低密度水泥浆体系。本文论述了吉林油田针对各地区的不同特点,使用不同低密度水泥浆体系的情况,如在英台地区使用复合型低密度水泥浆体系,乾安地区使用降失水低密度水泥浆体系。同时配套使用冲洗液等不同的固井施工工艺,使吉林油田在固井质量方面有了较大的突破,为油田的增产创效做出了较大的贡献。

浅析低密度水泥浆体系的研究与应用

随着油田开发的不断深入，长封固固井和低压易漏固井技术应用越来越广泛，而要实现长封固固井和低压易漏固井技术均需要低密度水泥浆，辽河油田经过对水泥外加剂和外掺料的优选，结合大量的室内试验，摸索出密度120～1．30 g／cm^3的低密度水泥浆体系，并在现场试验取得了不错的成果。

热采井耐高温低密度水泥浆体系研究

针对稠油油藏埋藏浅且地层的破裂压力较低的特点,基于晶体化学中的紧密堆积排列理论,设计了一套耐高温低密度水泥浆体系。该体系以玻璃漂珠为减轻剂,碳纤维为增韧剂,具体配方以G级水泥为基础,其他添加剂加量(w)为:35%硅粉+2%膨胀剂Bond+76.7%淡水+6%降滤失剂CG88L+2.4%分散剂CF44L+8%填充剂MX+3%增强剂STR+1%消泡剂CX601L+0.6%缓凝剂H21L+28%漂珠+0.3%增韧剂XW-3,该水泥浆体系密度为1.4 g/cm^3。室内试验评价结果表明:该体系的水泥具有良好的韧性,其80℃养护24 h的抗冲击强度可达1.91 kJ/m^2,抗压强度25.8 MPa,API静态滤失量37 mL,稠化时间195 min。水泥石在经过350℃的超高温养护7 d后,其强度依然有20.5 MPa。说明该低密度体系水泥耐高温性极好,满足固井作业的基本需求。

LDAM低密度防气窜水泥浆体系的研究与应用

针对松南地区地层压力低、气层活跃易造成固井漏失和环空气窜的技术难题 ,研制了一种具有密度低(密度可达 1 .30 g/cm2 ) ,失水小 ( API失水 <31 m L) ,稠化过渡时间短 ( 3～ 5min) ,抗压强度高等特点的 LDAM低密度防气窜水泥浆体系 ,成功解决了松南地区固井漏失和环空气窜问题 ,现场应用 2 0 0多井次 ,固井合格率达 1 0 0 % ,优质率达 90 % ,其技术水平达到了 90年代国际先进水平。

复合型低密度水泥浆在调整井固井中的应用

复合型低密度水泥浆具有体系稳定、无析水、初始稠度低、流动性能好、密度可调节范围大等特点。吉林油田红岗地区６口井固井中使用该水泥浆体系，有效地解决了固井水泥浆低返及其水窜影响水泥环封固质量问题，使调整井固井质量明显提高，满足了油田注水开发的需要。

国内外固井低密度水泥浆体系研究综述

对各种减轻方式形成的低密度水泥浆体系的研究进行分类综述,对不同类低密度水泥浆的性能特点及优缺点进行了分析,对最新一些研究进展进行了重点阐述。另外,针对目前低密度水泥浆体系研究现状,探讨了其发展趋势。

长封固段低密度水泥浆固井技术

晋古13井是一口井深为4988.56m的奥陶系潜山预探井,三开完钻后,要求在2780-4987,5m井段下入(?)177.8mm尾管进行固井,重点封固好3886-4366m的油层井段。由于本井存在盐膏层、煤层及溶孔和裂缝型地层,钻井过程中曾发生垮塌和漏失,且裸眼段地层井径大而不规则,套管重叠段环空间隙小,水泥封固段顶底温差大等客观因素,需一次封固水泥2200多米,存在许多困难和风险。通过研制低密度水泥浆体系,优选G309、G301、GH-9和ZW-1控制水泥浆性能,采用适当的固井技术措施,保证了施工的顺利,固井质量达到了优质,为长封固段、高温井、复杂井的尾管固井施工积累了成功的经验。

超低密度水泥浆体系在庆深气田应用成功

2006年4月28日，在达深3井油层固井中，大庆石油管理局钻探集团钻井一公司首次应用超低密度水泥浆体系获得成功。此项技术填补了大庆油田完井技术空白。该井位于庆深气田安达断陷西部探区，完钻井深3850米，井底温度高达170℃，对固井水泥浆的高温流变性要求极高，且该井在钻进过程中曾发生严重井漏，如果使用常规的固井水泥浆体系，固井质量难以保证。因此，固井施工前，大庆石油管理局钻探集团钻井一公司质量室的工程技术人员，从优选水泥浆体系入手，通过把钻具下至井底，对钻具与井壁之间的环空进行地层承压试验，得出超低密度水泥浆体系能满足施工需要的结论。