水泥浆胶凝性质及对薄弱地层固井施工的影响

采用类似辽河油田浅井固井水泥浆进行胶凝性质的研究,讨论其静止一定时间后胶凝作用对重新循环时压力升高的影响。分析结果表明,由于胶凝强度的影响,在静止一定时间后重新开泵时压力升高可能导致压裂薄弱地层。

水泥浆凝结过程的气窜问题

水泥浆在凝结过程，因失重而造成的油、气、水窜问题是影响固井质量的重要因素之一。针对深井，温度高、压力大，油、气、水活跃的特点，从机理研究和现场应用相结合的方法入手，对水泥浆失重、气侵压力的测定，影响因素，防气窜机理和防气窜方法，进行了深入的研究，提出了采用水泥浆阻力变化值、稳定性、失水量以及保证水泥浆凝固过程的压力平衡关系等措施，从而达到防止油、气、水窜的目的。防窜试验表明，研究的６种水泥浆配方，都具有较好的防气窜效果，分别适宜于不同压力梯度井深的要求，其中３Ｓ水泥浆防气窜能力最好。

大斜度及水平井中水泥浆的失重和气侵研究

大斜度及水平井中，水泥浆的失重和气侵规律与直井不完全相同，主要表现在水泥浆的析水量、井斜角、井径及井身结构等因素的影响。零析水水泥浆的失重与气侵主要是胶凝悬挂引起的，而非零析水水泥浆的失重与气侵，除了胶凝悬挂外，井壁上侧形成的自由水槽却是另一个重要因素。研究还表明，在倾斜井筒中，按ＡＰＩ常规方法测量的析水是不合理的，而必须将水泥浆装入测量筒。

水泥浆失重的影响因素实验研究

水泥浆失重是导致环空窜流的主要原因之一。利用自行研制的水泥浆失重模拟装置研究了井斜角、套管偏心度、环空间隙和水泥浆失水量等因素对水泥浆失重的影响。结果表明,水泥浆失重速度随井斜角的增大、偏心度的增大和环空间隙的减小而加快,随着失水量的减小而减慢。因此,在井身结构设计时要保证足够的环空间隙,减小水泥浆与环空壁面的接触面积,降低水泥浆的失重速度;在钻井过程中,特别是在钻小井眼及斜井时,一定要做好套管居中工作,尽量减小套管偏心度,以防止环空窜流现象的发生;在固井中,应尽量提高水泥浆的稳定性,降低其失水,以提高水泥浆自身的压稳防窜能力。

遇油膨胀水泥浆体系的研究及应用

随着钻井技术的不断提高,各种复杂井、长封固段井、大位移井和非常规页岩井的固井过程中,由于钻井液中混入的油基物质,使套管和井壁表面形成油膜,影响了水泥石双界面的胶结强度,同时也影响着水泥浆的流动性、稠化时间、静胶凝强度和水泥石强度的发展,最终导致水泥浆顶替效率低、压稳失效以及水泥石本身强度和界面胶结强度差,在水泥浆凝固期间发生油气窜,造成层间封隔失败。针对这些问题优选出具有缓水性包衣材料的高吸油树脂和矿物质作为膨胀剂,设计出遇油膨胀水泥浆体系。该水泥浆体系能实现水泥石微间隙或微裂缝的遇油自修复,提高水泥环的胶结强度,阻止地层油气的窜流,实现水泥石的长期完整性。在胜利油田桩西、车西2个油区进行现场试验,油基钻井液有助于提高固井质量。

磁处理对水泥石强度的影响

微观试验分析了磁处理对滤液中离子浓度、水泥水化速度、水泥石孔隙结构和水泥石渗透性的影响。水泥浆经过磁化处理后,水泥颗粒的溶解能力增强、水化反应速度加快,水化产物增多,结晶-沉淀反应更快更完善,使水泥石的毛细管孔隙变小、结构变致密、渗透率降低、各种机械强度提高。

尾管悬挂器喇叭口清洗技术及应用

针对尾管固井碰压后悬挂器喇叭口残余水泥致使电测遇阻等问题，研制出了悬挂器剌叭口清洗装置。该装置与稀释分散水泥浆的ＦＮ清洗液配合使用，能避免尾管固井碰压后下钻通井清洗喇叭口作业，从而保证电测和采油等后续作业的顺利进行。辽河油田现场应用表明，该装置操作简便，性能可靠。

霸91井溶洞裂缝性漏失堵漏技术

霸91井是在霸县凹陷二台阶龙虎庄构造带上霸35潜山高部位上的一口预探井。该井钻至井深2237m以后钻井液有进无出,边漏边钻至井深2350m后共漏失3229m3钻井液,最后决定先堵漏后钻进。测试结果表明,在该井段存在3个厚度分别为0.60、0.95、0.80m的溶洞及多条裂缝。采用了静胶凝水泥浆堵漏方法,施工时先注入具有较高结构黏度的承托浆,使其进入地层2～3m,起承托作用,要求其黏度尽可能高,且其和水泥浆混合后黏度要更高;然后加入1m3隔离液,再注入静胶凝水泥浆,使其进入地层3～5m;堵溶洞前先根据地层压力计算出准确的替浆量,施工完成后关井候凝,最后成功堵漏。表明采用静胶凝水泥浆封堵大溶洞的方法是可行的。