触变水泥配方及性能研究

以三乙醇胺钛和混合金属层状氢氧化物为主触变剂，改性纤维素＋磺化醛酮缩合物（商品减阻剂）为触变剂，加入降失水剂、早强剂、缓凝剂或促凝剂，用Ｇ级油井水泥配制出了两个触变水泥体系：ＴＣ－１１ＳＲ和ＴＣ－２１ＳＡ，用滞后环法和台阶法研究了两个体系的触变性，考察了两个体系的各项常规性能。ＴＣ－１１ＳＲ的触变性较强，室温、０．７ＭＰａ和７５℃、７ＭＰａ失水量均符合要求，７５℃、２４ｈ抗压强度为１１．９ＭＰａ。ＴＣ－２１ＳＡ的触变性很强，７５℃、２４ｈ抗压强度达１５．３ＭＰａ，但失水量大。对触变水泥作了扼要综述。简述了触变剂的作用机理。

溶洞-裂缝型复杂井堵漏新型触变水泥体系研究

为更好地解决溶洞-裂缝型复杂井井漏问题,以延迟型触变剂SCA和促强型堵漏剂SM为主要外掺料,开发出新型触变水泥体系,并对体系的触变性能、流动性能、失水量、稠化时间和抗压强度等进行了室内测试。试验结果表明,该体系的延迟触变时间为300 s,300 s后最大剪切应力增长很快,表现出良好的触变性能;流动性能好,API失水量小于150 mL/30 m in;体系的水泥石不仅具有较高的早期强度而且24 h抗压强度接近20 MPa,水泥石体积也具有微膨胀性。该研究为溶洞-裂缝型复杂井堵漏提供了一种高效、简单、经济的新方法。

TC-1触变水泥堵漏剂研制与应用

根据胜坨油田浅层套漏、套窜井逐年增多的实际情况,结合套漏井封堵的具体特点,研制开发了TC-1触变水泥堵漏剂,确定了该堵漏剂的最佳配方:TC-1触变剂3%～5%,早强剂2%～4%。TC-1触变水泥堵漏剂在封堵套管漏失和漏失井的打塞作业上,取得了较好的应用效果。

基于触变水泥浆的套漏井不留塞封堵技术

套漏井不留塞封堵工艺要求封堵剂在地层里能驻留、井筒里能冲洗出来,油田常用的G级油井水泥性能难以满足要求。针对水泥浆封堵剂不留塞封堵工艺的要求,开展触变水泥浆配制和性能评价。在室内不同温度下对触变水泥浆的流变性、静切力、静置增稠和剪切稀释特性、稠化性能和水泥石的抗压强度等进行了测试,分析了触变水泥浆作为不留塞封堵剂比G级油井水泥的优势。根据不留塞封堵施工过程封堵剂的状态,采用常压稠化仪模拟了封堵套漏井的施工过程;了解触变水泥浆在施工过程稠度变化规律,为优化封堵施工各道工序完成时间提供依据,尤其是确定反冲洗时间这一关键参数,为不留塞封堵施工成功和确保施工安全提供了参考。现场采用触变水泥浆实施不留塞封堵施工获得成功。

新型固井触变水泥浆体系

目前油气井固井缺乏成熟的触变水泥浆体系,已有体系常存在触变性不够强、对温度敏感以及综合性能欠佳等问题,限制了其应用。针对以上问题,通过合成两性聚合物与无机纳米材料相结合的方式开发了一种触变剂N-1,合成的聚合物分子量较大(6.0×106左右)且分布较宽,在常温下高分子量组分会溶解很慢,随着温度升高溶解会逐渐加快,为材料较高温度发挥触变作用提供了保障。选用的无机纳米材料为纤维状物质,在水中可以通过吸附和缠结形成网络结构从而体现出触变性。对其微观结构进行了表征,并以其为主剂制备出了一套新型触变水泥浆体系。室内评价实验表明,该水泥浆触变性强,并具有一定的堵漏作用,不加压时几乎不发生漏失,在50℃、2.1 MPa下加量从1.0%升到1.5%时,漏失量从380 m L降为0,其触变性随温度升高不但没变弱反而有所增强,且其失水量低(40 m L)、强度高(62℃下的24 h强度为31.6 MPa)。该体系克服了常见触变水泥浆体系存在的不足,综合性能良好,可满足施工要求。

水泥浆触变性评价方法的探索

通过实验分析了目前常用的触变性评价方法——静切力法和滞后环法,对其合理性进行了讨论;并结合触变水泥浆的现场应用,提出了水泥浆触变性评价应涵盖流动性、胶凝强度发展情况以及施工安全性3个方面,针对常用触变性评价方法存在的问题,探索了一种评价水泥浆触变性的新方法。该方法采用精度高的旋转黏度计在转速极低的情况下测量水泥浆不同时刻的剪切力,几乎消除了剪切力对胶凝强度的影响,通过程序控制可实现对样品的连续测量。此方法可准确反映不同温度下水泥浆胶凝强度发展的快慢和大小,从而可更好地指导触变水泥浆体系的开发和现场应用。

新型触变性水泥浆触变剂的研制

对改善水泥浆触变性机理进行调研分析的基础上,建立了一种新型水泥浆触变剂体系。考察了矿化度与高pH值对该新型触变剂体系成胶性能的影响,对水泥浆添加剂对新型触变剂体系性能影响进行实验,并结合正交实验方法得到了触变剂体系的配方。利用滞后环法以及固井水泥浆API标准对强触变性水泥浆的触变性和常规性能进行了评价实验,认为水泥浆降失水剂对触变剂体系的成胶性能影响不大,水泥浆分散剂抑制触变剂体系成胶,但可以通过调整新型触变剂体系引发剂的加量改善触变剂体系的成胶性能;触变剂体系加入水泥浆中,水泥浆具有较强的触变性能,流动性较好,稠化时间比常规水泥浆延长,75℃、30min失水量为81ml,24h抗压强度为19.4MPa,均满足固井质量要求。

新型油气井固井水泥浆触变剂的优选实验研究

在前期调研的基础上,将聚丙烯酰胺无机铬冻胶、有机铬冻胶、酚醛树脂冻胶与AM冻胶等几种调剖堵水用的冻胶型堵剂引入水泥浆作为触变剂,考察矿化度与高pH值对其成胶性能的影响,优选出更适合作为水泥浆触变剂的成胶体系,并采用滞后环法对四种成胶体系加入水泥浆后的触变性能进行了评价。实验中发现,与其他3种成胶体系相比,AM成胶体系在高矿化度、高pH值下成胶性能较优,适用于水泥浆,被优选为水泥浆触变剂;4种成胶体系的加入均能使水泥浆体现出一定的触变性能,其中AM成胶体系能够使水泥浆具有较好的触变性能,更适合作为水泥浆触变剂进行研究。

油井水泥触变剂MX的室内实验研究

针对国内外油田在注水泥过程中普遍存在的气窜、井漏等问题,通过对无机物A和有机物B进行触变性实验分析,优选出具有良好触变性的2种组分及其加量范围,并从水泥浆触变性与流变性的协调出发,通过正交实验研制出了触变剂MX,实验分析触变剂MX对常用水泥浆体系的稠化时间和抗压强度等主要性能影响的结果表明,具有一定的防窜堵漏效果。

膨润土触变性水泥浆在伊朗BZD-1井漏失井固井的应用

本文通过在伊朗BZD-1井长封固段漏失井固井中,应用密度为1.76g/cm3的膨润土触变水泥浆体系,固井过程中未发现明显的漏失,水泥浆返出了地面,固井施工一次成功,取得了较好的效果,为漏失井固井提供了重要的思路,不失为漏失井固井的可以考虑的好方法。

固井用低密度水泥浆触变剂TA的实验研究

触变水泥常用在油气井固井防止气窜、堵漏和挤水泥的作业中。通过有机、无机触变组分的研选复配,得到了一种适用于固井低密度水泥浆体系的触变剂TA,分析讨论了所得触变剂TA的触变性能,以及对低密度水泥浆体系的主要性能,如稠化时间、抗压强度的影响,结果表明,加入触变剂TA的低密度水泥浆性能可满足固井施工需求,并具备较好的触变性能。

一种综合固化和桥接性能的堵漏体系

针对桥堵浆难以胶结会返吐井筒及触变水泥浆耐漏失压差能力弱,难以有效解决复杂恶性漏失的难题,在对触变水泥浆体系以及桥浆堵漏体系研究的基础上,综合桥浆堵漏和固化堵漏的优点,将二者相结合,研制了一种综合固化和桥接性能的复杂堵漏体系。通过对外加剂的研选,确定了具有良好流变性和触变性的触变水泥浆体系,其中新型触变剂LTA-1的加入对水泥浆稠化时间影响较小,且能增加抗压强度。并通过“狭缝实验”确定桥浆堵漏体系配方。最后根据稠化性能及强度评价,确定该复杂堵漏体系的配方比例为触变水泥浆∶桥浆堵漏体系=2∶1。在满足施工安全的基础上,该堵漏体系能够封堵3~5 mm裂缝块模拟的裂缝性漏失地层和6 mm滚珠模拟的大孔道漏失地层,承压强度大于14 MPa。该体系在满足施工安全的基础上,具有良好的触变性能和堵漏性能,对解决复杂地层的漏失问题起到良好的效果。

厄瓜多尔TAMBOCOCHA油田固井技术研究与应用

TAMBOCOCHA油田主力油层M1层产量高(平均产油量为300~800 m^(3)/d),油水活跃,采用旋转尾管固井,φ215.9 mm井眼下φ177.8 mm尾管,环空间隙窄,后期完井试采措施的开展及产能建设对底水油藏固井质量要求高。为此开展复合酸性前置液体系、强触变微膨胀胶乳水泥浆体系及相应固井工艺技术措施研究,并通过33口井的现场试验,形成了厄瓜多尔TAMBOCOCHA油田油水活跃油藏固井技术,提高了该油田底水油藏固井封固质量,并对国内底水油藏及高含水调整井防水窜固井具有一定的借鉴意义。