泥浆转化为水泥浆技术综述

泥浆转化为水泥浆(MTC)技术,是20世纪90年代发展起来的一项固井新技术。目前,国内外对MTC技术的研究与应用已相当成熟,与传统水泥浆固井相比,MTC技术不仅能够满足常规固井施工要求,而且具有流变性好、静胶凝强度过渡时间短、固井液稳定性好、固化物体积收缩率低、与钻井液相容性好的特点;能有效防止高压油气井固井施工易出现的气窜问题,提高小环隙井、定向井固井质量,减少低压易漏失地层固井漏失事故的发生;近年来,该技术又被广泛用于钻井堵漏施工作业,也取得了很好的应用效果。通过MTC技术特点、适用范围以及现场施工工艺的论述,提出了一些观点和建议。

泥浆转化为水泥浆技术初探

探讨泥浆转化为水泥浆技术的关键问题和基本组成部分。

泥浆转化为水泥浆技术综述

对国外50年代以来泥浆转化为水泥浆(MTC)技术的发展作了综述。从三大类转化方法、MTC浆的室内制备、MTC浆的配方设计、MTC浆的工业手段、MTC浆的工业实践及MTC的经济优势等6个方面,进了较全面的论述。

高速公路路面基层层间水泥浆同步洒布技术分析

为有效解决传统路面基层施工方式存在的局限,保证基层层间黏结效果,防止路基路面产生裂缝,文章提出了路面基层层间水泥浆同步洒布技术,介绍了施工工艺原理,总结了施工技术要点,通过实际工程应用,取得了显著的工艺效果及经济效益。具体表现如下:(1)科学避免了常规预洒水泥浆施工工艺材料运输车污染成型路面的状况,减少了对黏结层的扰动;(2)显著提升基层层间黏结效果,相较于常规预洒水泥浆施工工艺,其黏结完好率提升50%,有效避免局部位置黏结不到位问题,防止路基路面开裂;(3)减少人员投入,缩短施工周期,降低成本,经济效益显著。

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。

低密度水泥浆固井技术研究与应用

在压力系数低、易漏地层 ,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中 ,采用密度为 1.88g/cm3 左右的常规水泥浆固井 ,极易引起井漏 ,造成固井失败 ,固井质量不合格。根据紧密堆积理论 ,采用水泥 +漂珠 +微硅不同粒度的颗粒级配 ,研究出了低密度水泥浆体系。通过实验得出添加剂在不同密度下的干混最佳比例 ,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的。该水泥浆在塔里木油田轮古地区 2 0多口井中应用取得了很好的经济效益 ,特别是在井深 6 0 0 8.5 4m的开窗侧钻水平井的 φ 12 7mm尾管固井中 ,水泥浆最低密度已达到 1.2 0g/cm3 ,固井质量全优。该水泥浆在固井中的密度在 1.10～ 1.6 0 g/cm3

长封固段大温差固井水泥浆技术研究进展

深井超深井常会遇到长封固段大温差固井水泥浆施工困难,固井质量难以保证等问题。本文在总结国内外研究现状的基础上,分析了长封固段大温差固井水泥浆技术研究不足主要在于:(1)缓凝剂的跨温区使用易造成水泥浆超缓凝,目前研究没有从本质上解决该问题,且缓凝剂加量大抗盐性有待提高;(2)聚合物类外加剂在高温下的粘度急剧降低易造成水泥浆稳定性变差;(3)低密度水泥浆环空封隔性能较差;(4)高密度水泥浆在高温高压条件下稳定性较差等。针对上述难点,提出了长封固段大温差固井水泥浆技术对策,包括:(1)合理设计缓凝剂分子结构,研发加量少、抗盐性强的低温敏感缓凝剂;(2)探索AMPS类共聚物引起"鼓包"现象的本质;(3)选择并修正适用于固井水泥浆的紧密堆积模型,以提高高密度、低密度水泥浆应用性能;(4)积极开展高温悬浮稳定剂的合成与生产。

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为:①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以"高效顶替、整体压力平衡"为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。

LXC-005井胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术

LXC - 0 0 5井在钻井、固井过程中陆续发生井漏 ,主要漏层为处于断裂带的煤层和漏失压力很低的砂层 ,先后用复合堵漏材料配成的复合堵漏钻井液和水泥堵漏 11次无效。针对砂层、煤层裂缝的严重漏失情况采用了混合法堵漏技术 ,先用复合堵漏钻井液堵漏架桥 ,然后应用复合堵漏钻井液与水泥混配而成的水泥浆即胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏。该井应用胶质复合堵漏材料水泥浆堵漏技术堵漏 2次 ,取得了堵漏作业成功 ,为下套管、固井提供了一个稳定的井眼。下套管固井过程中未发生任何复杂情况 ,固井质量全优。实践证明 ,胶质复合堵漏材料 (大颗粒 )水泥浆适合于孔隙大的砂层和裂缝性煤层的堵漏作业。

泥浆转化成水泥浆的分散剂研究及其特性分析

文章简析了泥浆转化成水泥浆时体系增稠的原因及各类分散剂的作用机理及特点。针对泥浆转化成水泥浆时体系含盐量高、ｐＨ 值高的特点，通过大量实验开发出了一种适合泥浆转化成水泥浆用的高效分散剂ＡＢ－１ 。ＡＢ－１ 为一种非离子型分散剂及阴离子型分散剂的混合物。外观呈棕红色液体，易溶于水，能在２３０℃下保持稳定。通过对两性离子聚合物及磺化体系泥浆的转化实验发现：ＡＢ－ １ 能显著提高转化水泥浆的流变性，并能抗盐、抗碱。此外ＡＢ－ １ 对早期及后期强度均无明显影响。对浆体稠化时间、失水也无明显影响。ＡＢ－ １ 可应用于高温深井复杂泥浆转成水泥浆技术。

现场聚合物泥浆转化为水泥浆的室内研究

泥浆转化为水泥浆（ＭＴＣ）技术，即在钻井地层所用泥浆中加入可水化材料，将其转变为可用于固井的水泥浆的一种工艺技术，在提高固井质量、节约成本上有很大潜力，已受到固井界的广泛重视。本工作用水淬高炉矿渣及激活剂ＢＡ－１将渤海石油公司三口井的现场聚合物泥浆在室内成功地转化为可固化的水泥浆，并借助促凝剂ＢＡ－２和缓凝剂ＭＴ－１、ＭＴ－２调出了能满足固井施工要求的水泥浆。

固井自修复水泥浆技术难点分析与对策

固井水泥环的力学性能决定其层间封隔能力,进而影响油气开采。自修复水泥浆是解决水泥环在井下易脆性破坏问题的一项新技术,自修复水泥浆可在水泥环出现微裂缝、微环隙时自愈合微裂缝,修复水泥环密封完整性,对保证气井和储气库井井筒完整性有重要意义。但现有自修复水泥浆技术水平还有待提高,为促进其发展,在总结国内外研究现状基础上,分析自修复水泥浆技术的难点主要有:自修复水泥浆的应用时间较短,自修复材料在井下工况的耐久性还有待观察;缺乏业界公认的自修复能力评价方法;随着油气勘探向深层-超深层的拓展,自修复材料需适应高温、高压、高含硫工况要求;固井自修复作用机理及自修复模型的研究还需深入。提出以下技术对策:建立一套科学合理的水泥浆自修复性能评价方法;借鉴混凝土及其他材料领域的自修复技术,结合井下工况,研发适应高温、高压、高含硫要求的自修复材料;立项开展固井自修复作用机理及自修复模型研究。

低成本防窜水泥浆体系固井技术

针对安塞油田和靖安油田的调整井、底水油藏井、油气水层活跃井和不平衡压力下的油气水窜固井难题,研制出了GJR-1低成本防窜油井水泥浆外加剂,它由铝酸盐聚合物GJL、微膨胀材料GPZ、强触变性材料GCB和高效减水剂GJS组成。室内对GJR-1低成本防窜油井水泥浆的稠化时间、抗压强度、线性微膨胀率以及抗温性能的评价表明,该水泥浆具有低温高早强、短过渡、微膨胀、强触变的特性。现场应用表明,该水泥浆促凝作用明显,可降低顶替水泥浆的泵压,提高顶替效率;过渡时间短,增加了抗窜阻力;做触变性和内聚力高;早期抗压强度高;水泥浆硬化后具有一定的微膨胀性,可防止微裂缝、微裂隙的形成,有效地改善第一、第二界面的胶结质量,防止环空界面窜流。采用该体系固井600多口,油层段固井合格率为100％,优质率超过90％。

泡沫水泥浆固井技术在草桥地区的应用

简要介绍了草桥地区的地质概况和油藏特点 ,详细地论述了泡沫水泥浆固井技术在草桥地区的应用情况以及泡沫水泥浆现场施工要点 ,在稠油油田应用这种新技术可以使油井在开采过程中获得较高的热效率 ,从而提高原油采收率 。

霍10井超高密度水泥浆固井技术

霍 1 0井是新疆油田公司准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜的一口重点探井 ,为寻找南缘新的勘探领域、研究南缘的油气及油气分布规律而部署。该井属于典型的高压油气井 ;第三系安集海河组以下地层均存在异常的高压地层 ,并且受山前构造高地应力的影响 ,井壁易塌、易漏、易缩径 ,地层极不稳定 ,目的层可能存在高压气层 ,不确定因素很多 ;固井施工工艺复杂 ,施工技术难度大。分析了霍 1 0井的固井难点 ,进行了技术准备 ,采取了一些技术措施 ,配制了密度高达 2 .6 0g/cm3 的超高密度水泥浆 ,改进了固井设备 ,优化了固井参数 ,通过研究与应用 ,形成了一套超高密度水泥浆固井技术。应用所研究的技术在霍 1 0井进行现场固井施工 ,固井质量为合格。

基于纳米压痕技术的蒸养高强水泥浆体微观力学性能试验研究

为从微观尺度上理解铁路预制构件蒸养混凝土力学特性,论文采用纳米压痕试验及其统计分析技术,以铁路预制构件常用的C60混凝土为基础,研究了相同水灰比蒸养高强水泥浆体主要水化物相的力学性能,比较分析了蒸养和标养条件对浆体各物相的力学性能的影响。研究表明,养护条件对水泥浆体中各主要水化物相的力学性能及体积含量有较大影响;相较于标养条件,蒸养条件下高强水泥浆体的低密度和高密度CSH凝胶的压痕模量稍大,且高密度CSH凝胶数量明显增多,而Ca(OH)2晶体的压痕模量则偏低。

水平井裂缝油基钻井液水泥浆堵漏技术

焦石坝龙马溪组非常规页岩气开采是中石化集团公司涪陵页岩气产能示范区开发的重点建设项目,首批非常规页岩气水平井水平段以油基钻井液钻进为主。该区块已发现多处易漏地层,水平段漏失情况尤其复杂,不仅加大了施工难度,更增加了钻井成本。为有效解决水平段油基钻井液堵漏难题,室内研究开发了一种水平井油基钻井液水泥浆堵漏技术,该技术的特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆,其与现场油基钻井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题。实验室对该堵漏水泥浆性能进行了系统研究,结果显示,该堵漏水泥浆密度、稠化时间和抗压强度均可调,具有沉降稳定性好、流动能力强的特点。试验结果充分说明,该水泥浆堵漏技术在油基钻井液水平段裂缝堵漏中具有广阔的应用空间。

水泥浆自然平衡法堵漏技术在RDH-1地热井中的应用

地热井施工存在很大的风险性,井漏是地热井施工中经常遇到的问题之一,在RDH-1地热井二开时,发生大量漏失,且前期采用复合堵漏剂进行处理无效,经过技术人员分析研究,采取水泥浆自然平衡法堵漏技术,圆满地完成了堵漏工作。

青海油田开2井高密度水泥浆固井技术

大井眼长封固段复杂条件下的固井存在气体易窜、因漏引喷、水泥浆返到设计位置难、不易实施有效的紊流顶替等难题。介绍了青海油田开特米里克构造开 2井高压盐水层、高低压共存的复杂条件下高密度水泥浆性能的室内试验情况 ,通过现场固井施工及相关配套技术的应用 ,取得了大井眼。

利用高速摄像技术测试水泥浆流变动态变化规律

采用高速摄像技术测定不同水灰比水泥浆和不同掺加量的减水剂水泥浆的流动度随时间的变化过程,分析浆体扩展时空运移规律,并建立其与旋转黏度计测试浆体的流变参数之间的关系。试验结果表明,水泥浆体的水平扩展直径随时间呈非线性变化,可分为起始期、匀速期和减速期三个阶段,分别持续时间大约为0.01~0.02 s、0.07~0.10 s和30~50 s以上。在匀速期,浆体的扩展速率与水泥浆塑性黏度呈反比,水泥浆体屈服应力的实际测量值与计算值具有良好的相关性。研究成果可供各种浆体在工程应用中进行流动性控制研究参考。