影响固井水泥层间封隔质量的相关因素研究

注水泥是固井过程中的重要环节,水泥层间封隔质量的好坏直接影响到油气田安全合理的开发以及后继开采的正常进行。通过排查各种可能因素,如水泥浆的密度、失水性、稳定性等,具体分析水泥浆性能、水泥石性能以及各种地层因素、人为因素对水泥层间封隔质量的影响,对水泥环与套管、地层间出现微间隙以及油、气、水相窜流的可能原因进行了分析和探究,为综合评价水泥的层间封隔质量提供了一些思路。

泡沫水泥能有效地对层间封隔

讨论低密度泡沫水泥为什么能够在水力压裂作业中承受作用在射孔层段之间的水泥环上的力认为，常规水泥因具有更高的抗压缩强度而能列好地抵御水泥环破裂，现已证明这种看法并不准确，因为对于泡沫水泥而言，包括抗拉强度在内的机械性能对抵御 水泥环破裂更为重要文中介绍 水力压裂作业引起水泥环破裂的方式，以及在流体从套管内部通过射孔孔眼流入地 上的压力变化情况。得出了结论：使用泡沫水泥的理由一般在于它具有低密度。

预防水泥环层间封隔弱连接的方法

描述了一种全新的层间封隔方法,该方法基于一种自复原水泥系统,使用新研制的密封剂,能够预防水泥环层间封隔的弱连接。新研制的在油水介质中性能活跃的密封剂可使水泥石具有自复原性能。当水泥环的封隔性变差或出现漏失时,密封剂就会通过膨胀快速形成一个完整的屏障,达到继续密封的效果,以防水泥环封隔失效。分别试验了自复原水泥在原油和气体环境中的自复原特性。在Cortemaggiore155dir井的成功应用表明,这种密封剂效果较好,具有大规模应用的前景。

黏弹性固井封隔材料的室内研究

固井材料作为层间封隔和保护套管的主要载体,一直是固井领域研究的主要方向。利用聚合物特有的黏弹属性制备了新型固井封隔材料——DQV,将其与油井水泥配合使用就相当于给环空加上了高效、柔韧的"密封圈"。与G级原浆相比,引入DQV后环空抗窜压力可提高10倍、综合渗透率降低2个数量级,改善效果显著。同时,该材料稠化时间可调、流动度为25 cm、游离液为0、施工性能良好。在此基础上,对其现场应用方案进行了研究,对环空抗窜封隔能力的提高及固井质量的改善起到有益的借鉴作用。

遇水自膨胀封隔器的研制与应用

遇水自膨胀封隔器遇水自动封隔环形空间,可用于分段完井、封隔水层和辅助固井等。通过对遇水膨胀橡胶合成及膨胀性能的研究,优选了自膨胀封隔器胶筒材料,掌握了影响材料膨胀性能的因素。设计了自膨胀封隔器的结构,对自膨胀封隔器的封隔能力进行了评价,封隔能力达到10MPa/m。研制的遇水自膨胀封隔器现场应用100余井次,其有效地封隔了水层,避免了标准层泥页岩的膨胀,预防了标准层套损。

提高塔里木油田碎屑岩固井质量对策研究

为了找到影响塔里木油田碎屑岩固井质量的因素,通过对目前碎屑岩井眼条件、水泥浆性能等方面并结合碎屑岩地层特性进行了分析。研究认为,二叠系裂缝发育的低承压特点、石炭系—志留系地层的高孔渗以及油水界面近特性,造成水泥浆在候凝期间发生渗漏,无法有效的油水层间封隔,同时无法实施有效的预应力固井工艺,影响固井质量;因此,重点对固井尾浆提出了“高初稠、快触变、短过渡、短附加”的浆体技术要求。尽力减少水泥浆候凝期间的渗漏,同时对泥浆性能、施工参数进行优化,有效地提高了碎屑岩目的层固井质量。经过10井次的施工结果表明:对主力产层的固井质量优质率从原来的28%提高到了61.4%。文中的方法更适应塔里木油田碎屑岩地层固井,且简单实用。

完井管串密封筒镗滚加工研究及应用

为了满足海上不同井况和完井方式下分层注采和细分层系的作业需要,采用多组密封筒进行层间封隔。然而,密封筒在完井和后期修井过程中需要频繁通过油管和往复插入密封工具,常规珩磨加工成形内孔密封面的综合耐磨能力低、配合密封可靠性不足。因此,创新采用了一种适用于完井管柱系列密封筒精镗和滚压一体加工方法,同时对不同规格、材质的密封筒滚压量参数进行了优化研究。2016年至今,已在渤海油田累计应用了250余个滚压成形密封筒,其中注水井动管柱插拔洗井每年平均2次且层间验封合格。结果表明,滚压加工密封筒技术提高了密封筒往复通过工具的耐磨性和配合密封的可靠性,为海上油田增产增注提供了技术支撑。

一种新型广谱水基固井前置液体系的研究

以流变学原理为基础,提出了控制接触污染的前置液紊流顶替理念。研究出了一种具备强抗钙能力和优良化学兼容性、流变参数可灵活调整、密度调节范围宽、能选择性固化的新型广谱水基前置液体系。冲洗液中含有磷酸盐类的稀释剂和络合剂、丹宁类稀释荆及纤维素类增粘剂,这3种双效主剂以一定比例复配,具有良好协同效能。隔离液采用重质碳酸钙、重晶石为加重剂,通过调节悬浮稳定剂和降滤失剂等外加剂的比例和加量来调控性能,并加有配伍性好的阴离子型抗钙表面活性剂,以抑制水泥中阳离子对隔离液体系的侵污。在隔离液基础上, 将加重材料替换为一种具有潜在水化活性的材料,通过激活剂的优选和采用膨润土预水化配制法,研制了可固化隔离液。提出优质前置液体系设计的关键在于体系化学处理荆的合理选择,它能使不同理化性能的流体相互之间具有良好的相容性,克服了采用传统顶替机理难以解决的流体污染后工程性能恶化引起的不良后果,为提高顶替效率提供了有利条件。该前置液体系对保证固井作业安全和提高层间封隔效果有广阔的应用前景。

浅谈环空窜流的问题

在固井及油气开采过程中,环空窜流是一种常见的质量问题,对油气生产和油井寿命构成非常严重的威胁。要想实现高质量的层间封隔,保证油井正常生产和油井寿命,就必须尽量避免产生环空窜流。本文详细的介绍了固井后环空窜流的类型、机理及其危害性,并阐述了近几年来国内外防窜工艺技术以及防窜水泥浆体系。

制订固井质量的测井评价标准探讨

到目前为止 ,国内外固井质量的测井评价标准都与深度无关 ,国内各油田固井质量评价工作局限于评价水泥环固结合格程度 ,因而造成大量误评价。通过对现场验窜、钻井、固井和固井质量测井等资料的统计和分析 ,通过对水泥抗压强度、水泥环界面胶结强度和相应的声波响应关系的实验研究 ,发现 :1固井质量评价标准应随井深而变 ;2可以利用固井质量测井资料进行层间封隔性能评价 ;3水泥环界面剪切胶结强度也可以反映层间封隔性能。在此基础上 ,建立了

提高苏丹6区固井质量的柔性水泥浆固井技术

苏丹6区位于苏丹共和国西南部,该区244.5 mm套管固井水泥封固井段包括主力产层,采用常规水泥浆体系固井后,电测水泥环胶结质量均不理想。完钻后,套管试压过程中产生的套管变形,以及继续钻井过程中钻柱和钻头对套管的撞击作用对井壁与套管间水泥环的破坏加大了对固井界面胶结的不良影响,甚至造成水泥环层间封隔失效。为此,在244.5 mm套管固井中引入了一套新的柔性水泥浆体系。该水泥浆体系中混有2%的膨胀剂和2%~3%的增韧剂。膨胀剂中的有效组分在水泥水化过程中促进水泥晶体的晶型变化和体积增加,以补偿水泥水合硬化时产生的体积内收缩,从而有效地消除了水泥石固结过程中产生的微间隙,增韧剂显著提高了水泥石的韧性和抗冲击性,实现了苏丹6区244.5 mm中间套管环空的良好封固,提高了界面的胶结质量。

在恶劣井眼条件下用连续油管进行射孔及层间分隔作业

连续油管射孔及层间分隔在Re-sak气田加密井中得到了应用。该气田是马来西亚国家勘探开发公司开发的气田之一。自Resak气田开发以来,应用连续油管进行了大量的加密井射孔作业,但是作业成功率很低,其原因在于储藏地层压力和井底温度较高,CO2、H2S含量高,洗井时采取了不恰当的清洗措施,导致了作业风险及作业难度的增加。在找到恰当的设计方案和作业步骤之前,对几个失败实例进行了分析和总结,建立了连续油管力学模型用于确定射孔枪系统是否能够安全、顺利地下入目的层。本文也提到了如何选择恰当的层间分隔方法,以便在恶劣的井眼条件下为未来的生产需要提供足够的封隔。这些研究结果为攻克作业中的难题及满足生产需求提供了依据。

塔里木油田哈得地区长封固段水平井固井技术

为了提高塔里木油田哈得地区水平井固井质量,通过对目前各项固井难点并结合地层特性进行了分析。研究认为,地层裂缝发育的低承压特点、地层的高孔渗造成水泥浆在候凝期间发生渗漏,无法有效的油水层间封隔,水平段长套管不易下到位等影响固井质量;因此,重点是强化井眼准备、优化管串结构、采用漂浮理论,同时对固井尾浆提出了"高初稠、快触变、短附加"的浆体技术要求。尽力减少水泥浆候凝期间的渗漏,有效地提高了该地区水平井固井质量。经过5井次的施工结果表明:对主力产层的固井质量优质率从原来的28%提高到了66.5%。文中的方法更适应塔里木油田碎屑岩地层固井,且简单实用。

浅谈环空窜流的类型及成因

在固井及油气开采过程中,环空窜流是一种常见的质量问题,对油气生产和油井寿命构成非常严重的威胁。要想实现高质量的层间封隔,保证油井正常生产和油井寿命,就必须尽量避免产生环空窜流。在前人研究的基础上,本文总结了环空窜流机理研究的几种理论及其相关的防窜措施,并对环空窜流的类型、成因进行了较为详细、全面的分析。

井下中途测试系统Quartet^(TM)及声波无线遥传系统Muzic^(TM)

斯伦贝谢公司推出了一次下井能实现层间封隔、地层流体控制、测量和取样等4项基本功能的井下中途测试系统Quartet^TM以及配套的声波无线遥传系统Muzic^TM。系统Quartet^TM包括高整合度的储层测试封隔系统CER-TIS^TM.

一种快速评价固井质量的综合方法

当工程技术人员在解释固井质量电测图时，若能结合钻井过程及水泥浆泵送过程中的事件及数据，可以更好地评价水泥环的封隔情况。这种综合方法既有利于确定是否实现了层间封隔，又可以帮助分析导致封隔失败背后的原因。一份完整的建井全程分析，可以有效指导作业者改善后续的固井作业。

裸眼封隔有新方法

自膨胀式封隔器，也称反应式封隔器，是包覆在膨胀管外部的可膨胀橡胶，利用不同橡胶遇特定流体膨胀的原理封隔环空，实现无水泥的层间封隔。这种材料既可用于裸眼井又可用于套管井，既可用于可膨胀管也可用于膨胀悬挂器，对于一个单一井径尾管延伸系统来说，自膨胀式封隔器将是裸眼封隔的最佳选择。