用正交试验法确定复合水泥配方

用正交试验法研究了以沸石和石灰石生产复合水泥的原料选择及最佳掺量，借助XRD和SEM等测试手段，对水泥水化产物和微观结构进行了分析。结果表明：正交试验法可以较好地应用于复合水泥配方的制定，为水泥企业生产不同称号的复合水泥提供可靠的理论依据。

一种超低密度高强度水泥浆配方的优选

利用PVF最大化原理,选用漂珠、水泥、玻璃微珠以及微细水泥构成4级颗粒填充体系,设计出了一种密度为1.15g/cm3的超低密度高性能水泥浆。对材料的来源进行了优选,对外加剂的作用机理进行了分析。该超低密度水泥浆稳定性好,析水量为0,失水量小于50mL;稠化时间在220～320min之间可调,基本成直角稠化;具有较高的早期强度,在中低温条件下的24h水泥石强度大于11.0MPa,在90℃时的24h强度达到12.0MPa;解决了长期困扰超低密度水泥浆存在的浆体稳定性差、候凝时间长、早期强度低等问题,具有良好的施工性能。

塑性低密度水泥浆体系的室内研究

利用颗粒级配技术、紧密堆积原理和纤维增韧技术原理,通过对减轻剂的粒度分析,优选漂珠、G级水泥、玻璃微珠、微细水泥以及微硅构成5级颗粒填充体系,设计出了一种密度为1.15～1.20 g/cm3的塑性低密度水泥浆。该水泥浆流动性能良好、稠度值适中、失水量小于50 mL、不沉降、无游离液、水泥石上下密度差小于0.05 g/cm3、24 h抗压强度大于9.5 MPa、48 h抗压强度大于12.5 MPa、稠化时间在240～360 min内可调、基本成直角稠化、抗冲击韧性较常规低密度水泥石提高15%左右,抗折强度提高了10%左右,弹性模量则下降了约20%。解决了长期困扰低密度水泥浆存在的浆体稳定性差、候凝时间长、早期强度低、水泥石易破碎等问题,对低压易漏地层长段封固具有重要意义。

一种高密度盐膏层固井水泥浆的研究及应用

针对伊拉克米桑油田高压盐膏层固井的特点,开发了一种高密度盐膏层固井水泥浆PC-HDS CMT。该水泥浆采用颗粒级配的赤铁矿粉进行加重,最高密度可达2.40 g/cm3;通过设计新的实验方法,优化了盐膏层固井水泥浆的配浆盐水的种类及浓度,采用5%低浓度氯化钾盐水配浆,使水泥浆在具有一定溶解抑制能力的同时,具有更快的强度发展速度和24 h抗压强度,更有利于封固高压盐膏层;优选了一种新型聚羧酸类分散剂,其具有优良的分散效果和抗盐防触变能力;同时研选了一系列其他性能优良的抗盐添加剂,使水泥浆的失水量可控,稠化时间可调,且具有微膨胀和防漏失能力。该水泥浆已在伊拉克米桑油田高压盐膏层固井作业中得到成功应用,解决了固井过程中井漏、固井作业后井口带压和井底窜流等问题。

超细防气窜水泥浆在华北油田潜山井的应用

华北油田冀中探区潜山油气藏井底温度高达170℃,注水泥作业难度大,部分天然气井或含气油井由于水泥与地层界面胶结质量较差,发生层间互窜现象,造成能源流失和油气井产量下降。超细防气窜水泥浆体系具有防气窜、低密度、低失水、抗水泥石高温强度退化等优点,适用于超深油气井注水泥作业。在现场应用中,该体系成功地完成了多次固井注水泥作业和打塞注水泥作业,解决了超深天然气井固井技术难题。

丁苯胶乳水泥浆体系的抗蚀性能

通过室内实验研究,优选出了与丁苯胶乳配套的外加剂,包括分散剂、稳定剂、缓凝剂等,形成了适合不同温度下的胶乳水泥浆体系,并通过扫描电镜和X射线衍射仪对胶乳水泥石的耐腐蚀性能进行了研究,同时进行了水泥石抗压强度、抗折强度和渗透率实验。结果表明,该丁苯胶乳水泥石的抗压、抗折强度高、耐腐蚀性好,该体系具有广泛的推广应用价值。

精铁矿粉加重水泥浆体系研究与应用

为满足四川油田高压天然气井固井对水泥浆＂压稳、替净、封严＂的要求,选用高密度（5.05 g/cm3）、过孔径为74μm筛的精制铁矿粉作加重剂,并调整了其粒度分布,优化了干灰组分比例,确定了最优水灰比（0.29-0.35）;同时通过多种水泥外加剂优化组合（SD18、SDP-1、SD35、SP）来调整高密度水泥浆性能,实现了水泥浆流变性、稳定性和抗压强度3者相协调,使水泥浆具有良好的动态和静态特性,研制出了密度为2.10-2.40 g/cm3的高密度水泥浆。该水泥浆API失水量小于50 mL,流变性好,稳定性高,SPN值小于3,有较好的防气窜性能,稠化时间可调,水泥石早期强度大于14 MPa。该高密度水泥浆体系在龙岗61高压天然气井中进行了应用,一次性成功封固4 065 m的井段,评价结果表明,其优质率为43.75%,中等质量井段占42.13%,单井合格率达85%以上。

苏69X井低密度增强水泥浆近平衡固井技术

苏69X井是霸县凹陷文安斜坡苏桥南鼻状构造高点的双靶预探井,设计井深为3924 m。该井目的层漏失严重,在沙一段至沙三段多次发生钻井液只进不出现象;馆陶组至沙三段地层有多套储盖系统,封固段长,不同储盖系统地层压力差异大;工程上要求少下扶正器,使得在斜井段套管偏心难以避免;为减轻压漏地层的风险, 水泥浆上返速度受到限制;对水泥浆的触变性要求较高。该井选用低密度多凝水泥浆体系,使水泥浆液柱压力略大于地层漏失压力,以做到“压而不漏、活而不喷”,实施近平衡固井;并在低密度水泥浆中加入增强材料(PZW),用 PZW自身的几何尺寸特点调整水泥浆固相的颗粒级配,减少固相颗粒之间空隙,以提高水泥浆的稳定性,进而达到提高水泥石强度的目的;根据施工时间的需要,使用缓凝剂H88L、BXR-200L调整各段浆体凝结时间,使封固段内水泥浆柱在凝结时间上形成梯度,避免失重,确保压稳地层。该井通过选用优质处理剂调整低密度增强水泥浆性能和配合相应的施工措施,成功地完成了漏失量大、地层复杂的苏69X井的固井作业。

高密度抗盐水泥浆在秋南1井的应用

重点探井秋南1井φ215.9mm井眼钻至井深6476m,用φ250.8mm套管挂φ206.4mm尾管至井深6 473m,属非常规小间隙井眼,而且该井段有多套压力系统,在膏盐层下部钻遇超高压气层,在井深5980m处有一高压盐水层,钻井液密度高达2.28g/cm^3,完钻电测遇阻,固井难度极大。优选出了密度为2.30～2.35g/m^3的高密度抗盐水泥浆,其主要由阿克苏G级水泥、铁矿粉、分散剂、降失水剂、缓凝剂和悬浮剂配制而成。该水泥浆在18%盐水条件下,浆体稳定,具有较强的失水控制能力、易于调整的稠化时间和良好的抗压强度。采用该高密度抗盐水泥浆成功完成了该井段的固井施工任务。

季节变化对水泥质量的影响其成因及预防

分析了水泥质量随季节变化的原因,提出了预防措施。

垦东油田固井水泥浆技术

胜利垦东油田地层压力系数低,一般为0.9-1.0,600-700m井段间还有浅气层,要求水泥浆返至地面,固井面临着封固段长、水泥用量大、易漏失憋泵、地温梯度低、水泥石强度发展慢、施工压力高、油气水易侵入造成窜槽等难题。该区块2003年固井30口(其中5口井经补救合格),合格率为93.3%,优质率为60%,固井质量严重威胁着油田的合理开采和产能建设。经室内实验研究和分析对比,优选出了水泥浆配方,并采取了相应的技术措施。现场应用表明,优选出的水泥添加剂相容性好,配伍性强,浆体性能优良,能防止对油层的污染,延长油井寿命;水泥石的渗透率低、强度高、韧性强,大大提高了固井优质率,现场固井20口,合格率达100%,优质率为80%。

关于同径偏斜分枝孔中建筑水泥人工井底的实验与应用

１９９１年始，ＬＺ－５４型连续造斜器的推广应用使多宝山－铜山太区的钻孔弯曲度控制有所突破。在高强度水泥人工井底建造成功的基础收，同径偏斜分枝成功挽救两个濒临报废钻孔，取得的成绩更为显著。

一种小眼井固井用聚合物柔性水泥浆

为了满足小眼井固井施工的要求,开发出了一种聚合物柔性水泥浆。其主要组分为5%阴离子型丁苯胶乳SDJR(固含量为40%～45%)、0.5%混杂增韧纤维SDXW和1.0%弹性橡胶颗粒SDXJ,并优选出了与胶乳配套的稳定剂、分散剂和消泡剂。该水泥浆性能评价结果表明,其具有抗温耐盐、流变性好、失水量小、零自由水、稠化时间可调、防气窜等特点,能实现在较低返速下的紊流顶替,并且水泥石的抗压、抗折强度高、柔韧性强。该聚合物柔性水泥浆满足小井眼固井的要求,在小井眼固井中有很好的应用前景。

肯基亚克盐下油气田固井水泥浆研究

肯基亚克盐下油气田油气异常活跃，且地层孔隙压力和漏失压力非常接近，采用含30％盐的加重水泥浆固井，水泥胶结质量普遍较差。分析了导致固井质量差的原因，提出了其改善措施：按照流体顶替理论确定水泥浆和隔离液密度；将水泥浆的盐浓度降低到15％；为解决现场没有干混设施的问题，研制出了一种新型的可水分散的加重剂；设计出了与该加重水泥浆相容性好的BCS高密度隔离液。性能评价结果表明，用该加重剂制备的水泥浆具有良好的流动性和浆体稳定性，密度在2．1～2．3g／cm^3之间可调，稠化时间可调，抗压强度高，综合性能满足工程需要。BCS高密度隔离液可防止水泥浆与钻井液之间的混浆，保证水泥浆的胶结效果。

靖边采油厂固井水泥浆的优化与应用

靖边采油厂漏失严重区域主要分为乔沟湾区和杨米涧区两部分,通过对两个区块的固井情况调查,了解漏失特性,确定解决漏失方法,确定固井方案,通过近年来在该区域固井情况总结,特别是借助近年来完成的科技项目成果,在现有水泥浆配方的基础上,经过调整和优化,经现场实施,效果明显。

伊拉克鲁迈拉油田水泥浆堵漏技术研究与应用

伊拉克鲁迈拉油田区块是世界第六大油田区块,面积1800km2,探明储量30.8×108t。主要开采Main Pay油层,完井深度通常在3400m左右,在钻井二开时,会钻遇2个可能漏失层,分别为Dammam层位和Hartha层位。结合现场堵漏施工,通过着重对Dammam层位分析、水泥浆堵漏配方及现场应用,优化钻塞策略等一系列技术方案。在Ru-406井成功应用,并在本轮合同中进行推广,取得良好效果。

磁处理强化水泥添加剂作用效果

对添加剂水泥浆体系磁处理后的流变性及其它性能试验研究和应用机理分析的结果表明磁处理能使水泥颗粒吸附添加剂的量明显增大。经过五个地区、三十五口井、十五个水泥浆配方的现场磁化试验资料对比分析，证明磁化添加剂水泥浆体系，能够强化添加剂的作用，明显改善水泥浆流变性的其它性能，从而达到提高固井质量的目的。

塔河油田超深井库1井固井评析

随着塔河油田勘探开发力度的增加 ,下奥陶、山前高陡构造勘探井不断增多 ,这些井都是 6 0 0 0m以上的超深井 ,目前在钻的就有 10余口。为提高超深探井的固井质量 ,扩大勘探成果 ,对已完钻的最具代表性的库 1井的固井作业进行了总结与评析 ,通过介绍每层套管固井作业前的井况难点、施工过程 ,分析了固井施工的成功与不足之处 ,指明了塔河油田超深井各种固井工艺的特点和难点 ,分析结果表明 ,目前的施工工艺与施工水平可满足塔河油田超深井固井的需要 ,并提出改进的内容、方法与措施 ,对今后的超深井固井作业起借鉴作用。

TH12513CH井长裸眼小间隙尾管固井技术

TH12513CH井是塔河油田12区的一口侧钻水平井,完钻井深为6807.2m,井温达139℃,裸眼段长为2488m,视水平位移约为1120m,最大井斜角为32.59°,最大狗腿度为19.55°/100m。该井在钻进过程中出现多次压差卡钻,且二叠系地层在5760～5895m井段承压能力低,易漏失。为了使尾管固井一次成功,从以下3方面采取了有效措施:为了保证固井液的高温稳定性及驱替效率,选用高温稳定性好的外加剂,并在水泥浆中加入防气窜剂及短纤维,使水泥石具有低渗透性及塑性。为保证套管顺利下到位,带扶正器模拟套管刚性通井,彻底畅通井眼,对钻井液进行降黏度、降切力、增强润滑性处理,使用摩阻系数小的刚性树脂螺旋扶正器。为降低二叠系漏失风险,钻穿二叠系地层20m后用水泥浆挤堵,提高地层承压能力;使用密度为1.50g/cm3的水泥浆,降低环空静液柱压力。通过采取以上配套措施,该井段固井质量良好,达到了工程作业的目的。