塔东北深探井聚合物水泥浆及隔离液的应用

塔里木井深、温度高,地层压力系统多变。地质情况复杂,固井难度大。本文对该地区深探井固井聚合物水泥浆及隔离液应用作了探索,提高了深探井固井质量。

川东北地区深井固井技术综述

深井、超深井固井,尤其是气井,难度非常大,有的问题可以说是世界级的难题。川东北是我国陆上油气田开发最复杂的地区之一,不仅井深,而且井下高温、高压、高含硫化氢气体,在同一裸眼井段往往有不同的压力系统,井漏、井涌现象严重,钻井难度大,固井难度更大。中原油田固井工程技术人员通过科技攻关,优选了固井工艺技术,开发了特种水泥浆体系,成功地解决了这一复杂地区的固井技术难题,使固井质量得到了保证。

川东北地区高密度防气窜水泥浆体系研究

川东北地区地质条件复杂,存在多套压力系统,同一口井易出现塌、漏、涌、卡等异常情况,而且该地区气层活跃,经常钻遇高压气层,固井防气窜难度大。针对该地区高压气井固井难点,对水泥浆各项性能提出了要求,认为应制备具有良好防气窜能力的高密度水泥浆体系。通过优选高密度外掺料及高温防气窜剂,并以紧密堆积理论为指导,设计了高密度防气窜水泥浆。室内试验和现场应用结果均表明,设计的高密度防气窜水泥浆流动性好、浆体稳定、稠化易调、失水量小、强度高,防气窜性能良好,可满足川东北地区高压气井的固井要求。该水泥浆体系在川东北地区的龙16井、剑门1井和富顺1井等应用了5井次,入井水泥浆密度最高2.50 kg/L,气层固井质量良好。

西达里地区尾管固井质量问题及对策

塔里木盆地西达里亚油气田尾管固井质量（特别是重叠段的封固质量）不高，直接影响到完井、采油及修井作业。通过对９口井资料的统计分析，认为影响重叠段封固质量的主要因素是地层及井眼条件、水泥浆及隔离液设计、施工工具及设备、人员素质等几个方面。针对深井长尾管固井质量差，提出了一些技术措施及对策建议。

琼002井尾管固井技术

介绍了新疆塔西南地区琼００２井使用引进的ＰＳ型液压—机械双作用尾管悬挂器进行深井固井的成功经验。探讨了液压坐挂失败的主要原因，并提出对策建议。

两亲高温缓凝剂制备及自组装与温度智能响应特性

深井长封固段固井对水泥浆体系性能要求严苛,既要保证高温下安全泵送,又要保证顶部水泥石早期强度较快发展缩短建井周期,现有缓凝剂常表现为温度越高缓凝作用越弱、温度越低缓凝作用越强,甚至出现长时间不凝固的不利现象。为此,合成出一种具有温度响应自组装特性的两亲聚合物高温智能缓凝剂TRAP。通过低温下疏水基团分子自组装为有序排列构象将缓凝基团包裹,阻止缓凝基团吸附在水泥颗粒表面,降低低温缓凝的副作用,高温下分子构象从有序转变为无序,显露更多缓凝基团吸附于水泥颗粒表面,展现出充分的高温缓凝效果,实现了缓凝作用随温度变化而自行智能调控作用,为解决深井大温差固井难题提供了一种新方法。研究结果表明:两亲聚合物缓凝剂TRAP耐温性能优异,在30~200℃能延长水化诱导期,有效增大水泥浆稠化时间,在130~190℃范围内,缓凝性能随温度升高显著增强,最高与最低温度稠化时间仅差69 min,表现出随温度升高缓凝作用智能增强的调控特性;模拟井底180℃高温循环固井条件,顶部上返水泥浆早期强度发展快,水泥石在90℃、24 h的抗压强度达16.3 MPa,将固井候凝时间大幅度缩短至24 h。缓凝剂TRAP独特的温度智能响应特性,不同且显著优于现有大温差缓凝剂的调控规律与效果,为解决深井长封固段固井的高温稠化时间与顶部低温早期强度调控难题提供了一种新方法。

高密度水泥浆高温沉降稳定调控热增黏聚合物研制与性能

在深井/超深井固井过程中,井底高温加剧了水泥浆中颗粒的布朗运动、降低了水泥浆内部黏滞力,高密度水泥浆更易发生沉降失稳甚至严重分层,影响固井质量和安全。现有改善高温高密度水泥浆稳定性方法存在着"低温增稠、高温变稀"缺陷,为此,在丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚基础上引入耐高温N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)单体、憎水单体(HCZW-50),采用水溶液自由基共聚法,合成出具有优秀热增黏特性的新型聚合物(TV-1),利用红外光谱、核磁共振、热重分析、凝胶渗透色谱、冷冻扫描电镜等分析了TV-1的结构、热增黏机理等,评价了TV-1对高密度水泥浆高温沉降稳定性的调控规律。研究结果表明:TV-1聚合物耐温性能优异,在20~150℃温度范围内,表观黏度随温度的升高显著增加,其独特的热增黏特性有助于防止高温高密度水泥浆沉降,在155℃下TV-1可将高密度水泥浆上、下密度差控制在0.03 g/cm^3之内,为高温高密度水泥浆沉降稳定性调控提供了一种新方法,有利于提高深井/超深井固井质量,降低固井风险。