短候凝防窜水泥浆体系作用机理与技术优势分析

针对常规水泥浆体系的性能缺陷，结合短候凝防窜水泥浆体系性能要求，分析其作用机理与技术优势，从而为现场固井施工提供理论与技术参考。

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％。

高温防窜水泥浆体系的研究及应用

高温高压油气井的窜槽问题一直是困扰各油田固井的一大难题 ,尤其是高温高压长封固段井的油气窜槽问题更难以解决。高温防窜水泥浆体系具有优异的防窜性能及稳定性 ,稠化时间易调 ,低温条件下强度能较好地发展 ,采用多凝水泥浆方案可更好地解决高温高压长封固段油气井的固井质量问题。

GJ-1保护气层防气窜水泥浆体系研究

分析了低渗透气田气层对水泥浆性能的要求和水泥浆抗气窜的机理,研制出了GJ-1保护气层防气窜水泥浆体系。对该水泥浆体系从宏观到微观,从水泥浆性质到水泥石特性进行了试验。结果表明,GJ-1水泥外加剂调整了水泥石内部的微观结构,提高了水泥石的韧性和抗冲击性;低失水量降低了水泥浆对产层的污染性;该水泥浆体系具有塑性胶乳特性,可使水泥浆具有良好的束缚自由水和固相微粒的能力和提高界面胶结的能力,在低失水量条件下具有形成致密坚韧的胶膜的特性,使水泥浆在候凝期间具有较强的防止地层流体窜入环空的作用,降低了水泥石的弹性系数,改善了水泥石的抗冲击韧性,提高了气层的封固质量,能防止油气水窜,保护油气层。

调整井防窜水泥浆体系的优选与实践

油气水窜是调整井固井中遇到的突出问题。针对吐哈油田调整井固井的特点 ,从多种商品油井水泥外加剂中筛选出了 4种外加剂 :分散剂USZ ;降滤失剂RC80 0 ,缓凝剂Tw2 0 0R和防气窜剂KQ B ,通过配方优选实验 ,用强华G级油井水泥 (HSR)和 4种外加剂配制成了适用于不同井温条件的 4种调整井固井水泥浆配方 ,给出了配方组成和在相应条件下的性能。探讨了该水泥浆体系的防窜机理 :RC2 0 0的阻力作用 ;KQ B的保压作用 ,USZ的触变作用。指出该防窜水泥浆体系用于吐哈油田各区块 2 0 0多口调整井固井时 ,固井合格率为 10 0 % ,优质率为95 %。

增韧防窜水泥浆体系在陇东区域的应用

介绍了增韧防窜(BCG-300S)水泥浆体系的作用机理和基本性能。针对长庆油田长水平段水平井进行体积压力储层改造对油套环空水泥环产生的破坏,引入了增韧防窜水泥浆体系,以期提高水泥石的韧性,并在后期开采过程中防止油、气、水窜,达到油井水平井高产、稳产。探讨在地质情况复杂的区域探井中解决水窜的问题。通过现场试验,对固井结果进行分析,认为增韧防窜水泥浆体系较常规水泥浆体系存在更多优点,具有很大的利用空间,在一定程度上解决了水平井体积压裂后油层出水和探井浅层油藏水窜的问题。

低温早强防气窜水泥浆体系的研究

为满足蓬莱19-3油区浅气层的固井需要,要求低密度水泥浆(1.4～1.9g/cm^3)在较低的适用温度(27～60℃)范围内,具有“低失水、高早强、短过渡、防气窜”等特点。以紧密堆积理论和颗粒级配理论为指导,以漂珠低密度水泥浆为基础,研制了相应的低密度增强剂和配套的外加剂,并开发出一种高性能的低温早强防气窜水泥浆体系。该体系具有浆体沉降稳定性好、游离液少、失水易控制、低温早强等特点,而且具有良好的防气窜性能:在40℃下水泥浆的SPN值小于4;体系水泥石致密,渗透率在0.001×10^(-3)μm^2以下;上下密度差在0.010～0.015 g/cm^3左右,具有一定的微膨胀性能,水泥石不收缩且具有良好的界面胶结性能。该水泥浆在蓬莱(PL)19-3油田已成功应用10余口井,USIT检测表明,固井质量良好。

浅井防气窜水泥浆体系研究与应用

针对浅井低温防气窜特点与难点，在防气窜基本条件指导下，改进水泥桨体系，提高水泥浆在浅井条件下防气窜性能（低失水、低温早强、提高沉降稳定性、增大水泥浆对气体阻力、加强水泥环界面粘接），能有效地达到防气窜目的。文章选用四川石油管理局川西北矿区常用外加剂与防气审剂配方，并考虑经济合理性，研制出浅井防气窜水泥浆体系，现场应用取得了明显的效果。

固井环空气窜机理和防窜水泥浆体系及其措施

如何防止环空气窜一直是固井技术研究的重点之一,为此国内外各个固井公司进行了大量的系统研究工作。在详细介绍环空气窜形成的机理、预测方法以及防气窜水泥浆体系和工艺技术措施基础上对防气窜固井工艺技术提出了一些建议。

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。

新型抗高温聚合物/胶乳防气窜水泥浆体系在南海流花深水区块的应用

针对南海流花深水区块的油气层具有井底温度高、渗透性好等特点,研制出了一种新型的适用于深水油气层固井的抗高温聚合物/胶乳防气窜水泥浆体系。通过室内实验,给出了适用于不同温度下的水泥浆体系配方,并对其常规物性、流变性和防气窜性能进行了评价。现场应用结果表明,该水泥浆具有抗高温、低滤失量、防气窜等特点,应用的3口深水井油气层段固井质量全优。

高温防窜水泥浆体系的开发与应用

高温高压气井固井的主要风险之一缘于水泥浆类型的选择和气窜的发生。水泥浆体系的组成和配制方法往往是产生气窜的主要因素,又往往是防窜中需注意的主要技术。一个良好的水泥浆体系应具有防窜功能,并能将高温高压固井的风险减少到最低限度。研究了高温高压对水泥浆主要性能的影响,水泥浆体系与气窜的关系,提出高温防窜水泥浆的设计方法,高温防窜水泥浆性能的特殊检验方法和质量保证控制程序,并开发出一套适合于高温高压气井固井的水泥浆体系。该体系的应用增加了高温高压固井作业的可靠性,提高了固井质量,促进了高温高压固井技术的发展。

防窜增韧水泥浆体系在玉门油田的研究与应用

为了提高玉门油田重点井、特殊井的固井质量,满足油田后期酸化、压裂的要求,进行了防窜增韧剂的调研和优选、水泥浆体系的调试和优化,通过现场应用后固井质量得到了明显的提高。

玛西斜坡区高压油气藏防窜水泥浆体系研究

玛西斜坡区属于高压油气藏,油气水活跃,易发生固井窜漏,固井质量差。本文综合分析研究了玛西斜坡区的固井情况,发现水泥浆的性能严重的影响了固井质量。通过开展早强剂、膨胀剂、分散剂、降失水剂等多种水泥浆外加剂的实验评价研究,优化形成了适合于玛西斜坡区高压油气藏固井的胶乳防窜水泥浆体系。优化后的防窜水泥浆体系经现场试用表明,固井质量提升明显,研究成果可在开发钻井中推广应用,具有广阔的应用前景。

高浓度CO_(2)环境下高温防腐防窜水泥浆体系研究

恩平区块油田是南海东部第一个含CO_(2)气顶的油田,其气顶CO_(2)含量高达95.67%~96.78%,高温高浓度CO_(2)环境使水泥石长效封固能力降低,井筒完整性保障难度增大。在较高的压力环境下,CO_(2)呈现低黏度、高扩散性和高压缩性的超临界特性,使水泥石的腐蚀加剧,给开发井固井作业带来极高的挑战。研发了一类高温防腐剂C-FC和C-FA,通过无机材料和有机材料的协同作用以及优化颗粒级配技术,构建了在高浓度CO_(2)环境下密度在1.9~2.2 g/cm3高温防腐防窜水泥浆体系。室内体系评价实验表明,不同密度的高温防腐防窜水泥浆体系下水泥石结构致密,具有良好的防腐能力,室内在150℃、35 MPa、70%CO_(2)分压下水泥石腐蚀深度小于1.3 mm,抗压强度衰退率小于11%,渗透率增大率小于18%,具有良好的流变性能和防气窜性能。

低温、高早强、短候凝水泥浆体系的研究与应用

针对哈国阿克套项目北部扎奇油田浅层气活跃、埋藏浅,表层固井后常出现环空窜气,严重时发生井喷事故,研发出一种新型油井水泥促凝早强剂CN-1。该促凝早强剂加量在1%～3.5%,调配出的水泥浆体系低温下具有高早强、短候凝、浆体析水少、水泥石模块无收缩等特性。结合配套的固井施工工艺技术,经3口井现场应用,固井质量合格率100%,环空无气窜,以较小的成本解决了北部扎奇油田固井后浅层气气窜问题,同时保证了钻井时效。

防窜双凝高密度水泥浆体系研究与现场试验

水泥浆的性能是固井的关键,直接决定着一口井固井质量的好坏,水泥浆密度、稠化时间、强度、析水等一系列指标都改变水泥浆性能。根据水泥外加剂的作用,经过室内研究,在水泥浆中加入降失水剂、分散剂、调凝剂、消泡剂等外加剂,优选出适合该区块固井的防油气水窜双凝双密度水泥浆体系。在某生产油井固井现场试验,固井质量合格率100%,优质率98%以上,取得了良好的效果。

防窜抗腐蚀水泥浆体系在委内瑞拉东部气田的应用

委内瑞拉东部气田油气显示活跃,固井施工和水泥候凝期间容易发生气窜,且地层含有CO2及H2S等腐蚀性气体,易腐蚀套管及水泥环,固井质量难以保证。通过室内研究成功开发了防气窜剂GWT-100L和增强材料GWE-3S,配合其他外加剂,研发出性能优良的防窜抗腐蚀水泥浆体系,配方为委内瑞拉G级水泥浆＋硅粉＋增强材料GWE-3S＋降失水剂FL-34＋缓凝剂GWR-100L＋防窜剂GWT-100L＋消泡剂GWX-2L＋消泡剂GWX-1L＋水。该水泥浆体系密度为1.85-1.90g/cm^3,使用温度范围为50-120℃,具有低失水、稠化时间可调、高强度、短过渡、微膨胀、抗腐蚀等优良特性。将该防窜抗腐蚀水泥浆体系应用于委内瑞拉东部气田的RG-308、MUE-1E、RM-50等最易发生气窜的井,固井质量一次合格率100%,有效地解决了气窜和腐蚀问题,可以满足现场需求。

F27A增韧防漏水泥浆体系的研究及应用

针对国内油田薄夹层油井、小间隙井和侧钻井射孔、测试超压等外力作用造成的水泥环脆裂(即形成二次窜流)及低压易漏地层固井问题，研制开发了油井水泥增韧防漏剂—F27A，并对其各种力学性能及水泥浆体系的工程性能进行了研究。此外，进行了聚能射孔模拟试验、地面混灰打浆试验和多口井的固井实践。室内研究和现场试验证明：F27A油井水泥增韧防漏剂具有优良的增韧、抗冲击能力和防漏作用，是低压易漏失井固井的良好材料。

三塘湖水平井增韧防窜水泥浆技术研究与应用

文章针对吐哈油田三塘湖区块水平井的固井质量差、水泥石硬脆性造成压裂过程中出现的环空窜流等难题进行技术攻关,在水泥浆中加入热塑性高分子聚合物材料,设计出新型增韧防窜水泥浆体系,可有效降低水泥石的弹性模量,提高水泥石抗冲击功和防窜能力。与常规水泥石相比,其力学形变完整性的保持能力有较大提升,提高了三塘湖区块的水平井固井质量,满足了后期射孔、压裂工艺的要求。