固井水泥浆（通用5篇）
固井水泥浆 篇1
固井水泥浆体系的设计出了要满足一般的固井性能要求, 还应该老驴温度, 体系的稳定性、水泥石的高温的稳定性等等。保证在任何情况下都能顺利的实施和以及固井的质量。同时要对弹性材料以及增韧材料进行严格的研究记忆优选, 分析水泥浆外加剂以及外掺料的加量对水泥浆的各项性能的影响。
深层的气井的深度一般都在3450米到5500米之间, 所以固井的封固断比较长、低温的梯度高, 还要对气层进行试气、压裂等作业, 这就要对水泥浆的性能和固井的施工提出了更高的要求, 就是必须要保证全井段的封固的质量必须过关。但是现在国内的深层气井固井的质量不是特别理想, 自2005年以来, 相继发生了升深8井、徐深10井等在试气之前就发生环空窜气的问题, 影响了油气的测试以及产能的建设。
1 常规的固井水泥浆的体系
中温的固井水泥浆体系的适用温度一般在小于或者等于120℃;高温的固井水泥浆体系的抗高温的性能十分优秀, 适用的温度是不超过160℃;超高温的固井水泥浆体系抗高温的性能更加的突出, 是目前比较少的使可控温度达到200℃的水泥浆体系, 适用的温度一般都不超过200℃。这中体系适用在淡水的水泥浆固井, 同时也可以用于矿化度比较高的水泥浆固井;它可用于常规的一般条件的固井, 同时也可以用于低密度、高密度的特殊条件的比较复杂的固井;应该具有优良的水泥浆体系性能, 可以广泛的使用水泥浆体系;具有良好的可调控性、浆体的各个性能比较稳定。各种性能都非常容易调节的特点。
2 深层井固井水泥浆体系研究
(1) 高温的防气窜增加韧性水泥浆体系应该满足的条件有:水泥浆的可泵性要好, 密度一般都控制在1.93g/cm3, 流动度大于230mm;水泥浆的稠化时间是可调整的, 过滤的时间要小于15分钟;水泥浆要具有比较小的虑失量, 失水量要小于102ml/30min·6.9MPa;抗压性要强, 抗压性要大于25MPa;同时在水泥浆处于失重状态时, 水泥基质渗透性要低, 内部的阻力大, 能抵挡住气体的窜入;抗冲击的韧性好, 冲击功要比平常的水泥石提高百分之20以上。
(2) 高温防气体窜外加剂的选择
根据国内国外已经有的外加剂的性能、使用状况以及深层气井的钻井以及完井的特点、环空气窜的特征, 经过了大量的室内试验和大量的分析对比, 考虑采用丁苯胶乳来作为防气窜水泥浆的外加剂是比较合适的。这个物质是由无数的微小的橡胶粒子组成的, 随着水泥水化时温度的升高, 橡胶分子与水分子、水泥中的化学物质形成氢键、氧桥、以及和硫桥, 形成了网架状的结构, 聚集了比其他类型水泥外加剂更高的能量, 抗高温这个性能得到了提高。橡胶分子充填于水泥颗粒之间, 在合适的压差作用下汇聚形成了比较致密的硬橡胶块, 阻止了水泥浆失水, 大大降低了水泥石的渗透率, 增加了气体进入水泥石时的阻力。丁苯胶乳在水泥水化的时候会产生絮状的凝结物在水泥基质当中汇聚在一起形成了抑制渗透的胶乳膜, 能够有效的防止气体侵入水泥浆柱。丁苯胶乳水泥在配置之后一直保持着低胶凝的强度状态, 能够充分的传递水泥浆的液柱压力, 并且能随着时间的推移以及温度的不断升高, 充分的形成直角胶凝, 充分弥补了因为水泥浆失重从而产生的压力的降低, 达到防气窜的目的。
(3) 增加韧性的材料的选择
为了能够更好的满足深气油井的固井要求, 在除了丁苯胶乳作为防气窜的外加剂的情况下, 依据超混复合材料的原理, 同时还选用了DZF-1来作为增加韧性的材料, 用来减少在射孔、压裂等等工作是产生的冲击载荷的作用下, 水泥石当中的原始的细微裂缝的迅速的增大与应力的集中, 防止形成大的裂纹和裂缝从而造成气体的窜槽。DZF-1这种材料是一种用低弹的矿物纤维作为主体同时又加入大量的不同成分的纤维混合物, 具有比较高的抗拉性, 能够对水泥石中的缺陷的裂痕尖端应力场产生屏蔽作用, 从而来提高水泥石的抗断裂韧性以及抗冲击的性能, 能够形成具有很高强度的水泥石。
(4) 深层气油井固井防气窜增韧性水泥浆的评价
根据国内一些深层气油井对水泥浆的性能的要求, 在室内进行了非常多的配方的筛选工作, 最终确定了适用于深层气油井的水泥浆的最佳配方, 通过大量的试验证明筛选的高温防气窜增加韧性的水泥浆能有效的防止环空气窜, 能够很好的保证气层的封闭质量。
3深气井固井的工艺技术
双极注水泥这种技术可以一次性的长封固井划分为两段比较短的封固段固井作业, 比较适用于深井的封固井作业, 能够有效的减少一次注水泥固井的施工的难度, 能减低环空液柱的压力, 能够有效的减少固井中发生漏失的可能性。双极注水泥的方法可以分为淹没试的连续双极注入一剂间隔式的双极注水泥。淹没式连续双极注水泥注一级与二级之间是没有隔膜的, 这是为了避免二级井眼钻井液的腐蚀, 淹没式双击注入水泥在固井是一级水泥浆的量要尽量的少附加, 同时一定要注入定量的缓凝前导水泥浆, 用来方便打开双极箍以后水泥浆能够顺利的返出导地面;在一级冲洗液中加入一定量的稀释剂, 能够有效的控制水泥浆的污染程度;同时还配套应用了内置的隔离液以及压胶塞液。
结语
1防气窜的增加韧性的泥浆的失水量低, 稠化过度的时间比较短, 失重的时候基质的渗透率是比较低的, 内部的阻力较大, 防窜行能很好。
2 水泥石的可塑性比较高、脆性小, 具有比较强的的抗冲击韧性, 减小了井下工作是对水泥环的损坏。
3 在采用防气窜增加韧性的水泥浆
以及配套的固井方案的技术, 能够保证水泥浆在失重的情况下对气层的压稳, 防止环空气窜的发生, 解决了气井气窜这个难题, 具有十分宽广的应用前景。
参考文献
[1]钻井手册 (甲方) 上册[M].北京:石油工业出版社, 1990.
[2]路俊刚, 郭小阳, 杨香艳等.胶乳水泥体系的室内研究[J].西部探矿工程, 2002 (2) :78-80.
双作用防气窜固井水泥浆分析 篇2
气体粘度比水低80到100倍, 当油气井固井后, 发生环空窜流最有可能的就是气窜。气窜的解决方法与形式主要有以下三种:界面微间隙而引起气窜, 克服这种气窜可以采用微膨胀水泥;钻井液窜槽与泥饼干裂而引起气窜, 提高水泥浆顶替效率能够克服这种气窜;水泥浆失重而引起气窜, 预防这种气窜可以通过提高水泥浆基体防气窜能力来实现。
通常水泥浆在初凝后或在没有丧失流动性前很难发生气侵, 但是水泥浆由塑性状态转变为固态状态的这一过程中, 气侵却有可能发生。这个时候水泥基体的最薄弱地方就是结构孔隙, 为了防止气窜, 可在水泥浆静止以后、液柱压力降到同等高度水柱的压力前, 增加气窜阻力和弥补水泥浆的失重压力降。
防止由于水泥浆失重而引发气侵的条件为孔隙压力+孔隙流动阻力﹥气层压力, 由此可知, 在水泥浆塑态期间的孔隙流动的孔隙压力和气侵阻力之和等于水泥浆防气窜能力。气侵阻力与水泥水化时间成正比, 孔隙压力与水泥水化时间成反比。
通过利用气阻能力评价仪来测试水泥浆体系, 发现相同水泥浆体系, 其气阻大小和气阻剂的加量有着直接关系。非渗透剂与胶乳是一种主要的使水泥浆体系抗气侵阻力增加的防窜添加剂。掺加适量的非渗透剂或胶乳于水泥浆中, 在水泥水化过程中, 掺加的渗透剂或胶乳, 它聚集并将水泥水化产物的表面包裹, 形成聚合物薄膜覆盖的C-S-H凝胶。其微粒还可以填充到水泥颗粒以及空隙 (水化形成的) , 从而使水泥石和塑性态浆体的微观结构改善, 使流体流动阻力增加, 最终增强防气窜能力。
2微膨胀高气阻双作用水泥浆的分析研究
通过大量室内试验, 主要由微膨胀剂EXP-1与非渗透剂添加剂CG71L组成的微膨胀高气阻的水泥浆体系被开发出来。该体系在保持非渗透体系的较高气阻基本特性的同时, 又使微膨胀功能与抗压强度增加, 能够防止底层流体在固井水泥基体与微环空间隙的窜流, 起到双作用防气窜的作用。
水泥浆柱胶凝强度所引起的孔隙压力损失可按照 (1) 式进行计算。
P=4SGS·L/D (1)
式中的△P表示压力损失, 单位Pa;SGS表示水泥浆在一定时间内的胶凝强度, 单位Pa;L表示注水泥环空的长度, 单位m;D表示井径和管柱外径的差, 单位mm。
通过上式可知, 大环空固井和小间隙短裸眼, 由于L小D大, 使得水泥浆凝固过程中的孔隙压力所起的变化较小, 所以主要靠非渗透水泥浆或胶乳水泥浆的高气阻来获得水泥浆基体较强的防气窜能力。
大环空固井由于施工时间与泵组功率的限制, 很难用塞流或紊流替浆, 而且粘稠泥浆附在井壁上很难清除。适量增加一些晶格膨胀剂于高气阻水泥浆中, 有利于提高强度、挤实胶结面, 避免微环空间隙。
短裸眼小间隙固井, 由于井深且水泥浆量较小, 易造成混浆, 影响强度。因此, 适量增加一些晶格膨胀剂于高气阻水泥浆中, 当水泥晶体的发展空间遭受限制, 就可以使孔隙更小, 进而提高强度。
通过采用微膨胀高气阻水泥浆体系, 使得固井质量得到较大提高, 基本能够满足实际要求。
3缓失重高气阻双作用水泥浆的分析研究
通过大量试验研究, 主要由失重补偿剂FQJ与非渗透或胶乳添加剂CG71L组成的缓失重高气阻水泥浆体系被开发出来。该体系在保持非渗透和胶乳体系固有的高气阻特性的同时, 还使水泥浆的失重得到了显著的减少与延缓, 具有很好的双作用防气窜功能。根据水泥的凝固特性, 其在水化到相同孔隙压力时, 高气阻水泥浆将比缓失重高气阻水泥浆的所需水化时间短。所以, 在相同孔隙压力下, 缓失重高气阻水泥浆的气阻更大, 水泥孔隙更小, 防气窜的能力更强。失重补偿剂FQJ一般是和非渗透剂或胶乳等其他一些固井添加剂共同配水, 补偿失重主要靠发气来进行。
由 (1) 式可知, 短长裸眼小间隙固井由于L大D小, 在水泥浆的凝固过程中, 孔隙压力会产生较大的变化, 气窜潜力较大, 所以缓失重高气阻双作用防气窜水泥浆可以将水泥浆基体的气窜问题较好地处理掉。通过采用缓失重高气阻水泥浆体系, 使得固井质量得到较大提高, 基本能够满足实际要求。
4结语
气体窜过塑态水泥浆柱 (一定长度的) 所用的压差可以衡量水泥浆气侵阻力, 非渗透水泥浆与胶乳水泥浆气侵阻力较大。微膨胀高气阻双作用防气窜固井水泥浆适用于小环空与大环空短封固段高危气窜井的固井。缓失重高气阻防气窜固井水泥浆适用于长裸眼小环空高危气窜井的固井。微膨胀高气阻与缓失重高气阻的双作用防气窜固井水泥浆比微膨胀、延缓失重以及高气阻等单一功能的防气窜水泥浆体系的防气窜能力更强。
摘要：随着科学技术的不断发展, 石油固井早已对油气水窜原理进行了大量研究, 并掌握一些防止油气水窜的有效方法。通过对双作用防气窜固井水泥浆进行仔细分析与研究, 并提出一些建议, 以供大家参考。
关键词：双作用,固井,防气窜,水泥浆
参考文献
[1]赵英泽, 罗宇维.双作用防气窜井水泥浆体系的研究与应用[J].石油钻采工艺, 2007, (6) .
固井水泥浆 篇3
关键词：地层漏失,固井工艺,水泥浆配方
前言
2008年五月开始, 在靖边采油厂固井时发生水泥浆漏失和油层胶结差等情况。因地层漏失, 固井返高不够, 对原材料造成很大的浪费, 对油层造成污染影响后期的开采, 延长建井周期, 严重时可能导致油层报废。
解决地层漏失固井问题, 可节省成本, 避免不必要的材料浪费;缩短建井周期;保护油层, 减少对地层的污染;提高固井一次成功率。
通过对靖边采油厂地层漏失区域固井工艺研究, 可获得更加先进的固井工艺技术及水泥浆配方性能的调试技术, 提高固井队技术水平及解决问题的技术能力,
如在靖边采油厂区域获得成功, 可迅速推广到其他类似油区。
一、靖边采油厂地层特征分析:
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。
1. 该区域采用常规二开井深结构:
2. 该区域空隙压力和地层破裂压力:空隙压力当量密度:0.95-1.02g/cm3, 破裂压力当量密度:1.35-1.45 g/cm3, 该区域要求高密度水泥返高至油顶以上150m, 低密度返至离地面100m。
在乔沟湾调研后可发现, 该区域的漏失井有明显的分布特征:延长组地层长4+5油层段存在天然裂缝, 处于公路同侧的乔26-29井区可能在同一断层构造上。漏失当量压力1.05-1.08g/cm3, 一旦压开地层, 则发生有进无出的大型漏失。常规水泥封固全部油层很难办到。
二、低密度水泥浆体系的认识
根据不同区块的地层承压能力的高低, 选择使用相应的低密度体系, 其设计思路是:通过使用低密度浆体封固非目的层段, 降低井筒浆体的压力, 实现防止压漏地层的目的。面对该情况迫切需要开发使用范围与漂珠相同或更佳, 成本却明显低于漂珠的低密度外掺料, 可少受成本限制的实现降低领浆体系的密度, 减少和杜绝漏失现象的发生。
三、控制漏失的认识
通过对防漏条件的分析, 在靖边区域长裸眼的井筒条件下, 固井水泥浆大多数发生漏失的种类为渗透性漏失和裂缝性漏失;固井施工中从水泥浆出套管到替浆结束、水泥浆胶结凝固前的时间段内都存在发生漏失的可能, 在采用分级箍固井的生产条件下, 井筒上部漏失的状况易被忽视而没能加以详细的分析, 从而不能完整的分析和查找漏失的真正成因, 进而无法做到有的放矢的加以改进;目前主要从固井声幅统计入手, 结合部分施工现状来分析漏失成因, 判断井筒上部多为洛河组发生的渗漏及延安组发生的岩性裂缝性漏失, 同时还存在一定的压裂上述地层造成的压力破裂性漏失。
四、延长油田靖边采油厂易漏井固井技术方案
固井方案
A.采用双凝纯水泥浆一次性封固, 常规水泥浆封固至油层以上150m, 低密度水泥浆封固至地面。使水泥浆从下到上逐渐凝固。弥补水泥浆失重引起的压力降。防止地层流体窜流。
实验配方:60%G级油井水泥+40%粉煤灰+2%G204 (油井水泥稳定剂) , 水灰比=0.75, 初稠:10BC, 稠化时间:190min, 过渡时间:40min抗压强度:4.4Mpa/24h/40℃
实验配方:G级油井水泥+1.2%G203A, 水灰比=0.44初稠:14BC, 稠化时间:80min, 过渡时间:10min抗压强度:27.4Mpa/24h/45℃
B.分级固井方案
若钻井过程中未发生漏失, 或没有进行水泥蹩压堵漏, 则采用分级固井方式, 分级箍位置在1100m左右 (长2地层) 。
⑴一级固井:
采用双凝双密度水泥浆体系, 纯水泥浆封固长4+5和长6油层, 保证后续射孔、压裂等施工进行。低密度水泥浆封固上部不含油的易漏失层。
(1) 低密度水泥浆与A中低密度水泥浆配方相同。
(2) 常规水泥浆体系与A中常规水泥浆配方相同。
⑵二级固井:
二级封固井段为0-1100m, 其中在900-1000m之间为延9油层, 采用双凝纯水泥浆封固, 使水泥浆从上到下逐渐凝固。弥补水泥浆失重引起的压力降。防止地层流体窜流。
领浆采用一级固井的低密度水泥浆体系, 设计长度200m, 稠化时间比尾浆长2小时左右, 使水泥浆从上到下逐渐凝固。
尾浆以低失水短过渡微膨胀水泥浆体系使水泥石与井壁和套管紧密胶结。设计长度250m。
实验配方:G级油井水泥+1.0 G203A, 水灰比=0.44, 初稠:15BC稠化时间:100min, 过渡时间:19min抗压强度:29.4Mpa/24h/45℃
五、现场应用情况
2011年6月30日开始至10月份, 我队在靖边采油厂共固16口油层, 其中用川庆钻探研究所配方四口, 其余12口用我们自己的配方, 其中分级固井一口、分二级固井两口, 其余均为一次性封固, 固井合格率100%。
2012年我大队在靖边采油厂共固井44口, 其中有9口分级固井, 其余都属于一次性上返, 合格率100%。
结论
1. 通过对靖边采油厂漏失区域的地层特征分析, 了解漏失的类型, 从而制定相应的固井方案。
2. 一般渗透性漏失的地层, 采用低密度水泥浆和促凝性常规水泥浆, 可采用一次性封固, 一方面降低水泥浆液柱压力, 另一方面缩短水泥浆凝结时间, 也可降低漏失机理。
3. 一般裂缝性漏失或压裂性漏失地层, 最好采用分级固井技术或分二次固井的方法。采用分级固井要选择好分级箍安装位置, 保证一级封固达到设计要求, 而采用分二次固井方法, 第一次固井控制水泥注入量, 保证封固漏失层, 防止水泥浆漏失污染油层。
4. 通过对川庆钻探研究所的配方的借鉴及吸收。我们现有配方进行调整后, 固的井质量一样可靠, 100%合格, 没有发生漏失和窜槽问题, 但成本要低的多, 这对我们解决类似区域漏失井固井奠定了基础。
参考文献
[1]钻井技术手册 (三) 固井石油工业出版社.
[2]完井与井下作业中国石油大学出版社.
试论膏盐层固井水泥浆技术的应用 篇4
随着油田的不断开发, 就将会有越来越多的油井钻遇到膏盐层, 特别是在石炭系的膏盐层对固井的水泥浆技术的要求是比较高的。但是因为膏盐层的非均质性、塑性蠕变甚至是含盐的泥岩垮塌等等的地址因素, 所以在钻井的施工过程的时候还经常会引起埋钻、卡钻、固井之后套管的水泥将会被挤、套管被挤坏等等的工程故障。并且膏盐层中的套管是很容易被损坏的。被损坏的主要原因是因为膏盐层的溶解以及蠕变造成的。所以我国油井根据这一原因研究出来了抗盐性系列的固井外加剂, 并且还开发了相互对应的抗盐性的水泥浆体系。
二、膏盐层的固井在施工中的常见问题
在膏盐层的固井在施工中会发生很多的严重问题, 比如:一般的水泥浆形成的水泥石和地层胶结的质量比较差。这样就极度容易造成流体的窜流。这样不仅仅会造成套管变形甚至挤毁、错断等等的复杂情况, 而且更严重的后果还可能是缩短了油井的寿命。而且在膏盐层中的水化造成的地层的蠕变以及溶解还会使固井的套管变形, 这样就根本没法继续进行井下的作业。严重的后果还甚至会造成套管的挤毁以及错断, 这样就会缩短油井的寿命使用周期。同时在注水泥的阶段, 还会因为浓度效应的原因使得在地层水中的二价离子还会进入到水泥浆中引起水泥浆的凝固。不仅如此, 还会使得常规的水泥浆中水向地层逐渐渗移, 其中井径的缩小以及地层的膨胀都是这个原因造成的, 甚至泵送的水泥浆还会发生更严重的事故。同时, 地层中的水泥电解质和水泥石当中的二价离子会发生离子的交换, 这时腐蚀的水泥石就会把它全部的溶解, 从而还会腐蚀套管。如果严重的时候还会降水泥石以及下部的套管全部腐蚀。
在膏盐层的固井水泥浆的施工过程中, 如果只是使用厚壁的套管或者是双层套管是根本解决不了膏盐层产生的严重问题的, 这是因为在膏盐层中的电解质在溶解之后和膏盐层吸水之后膨胀会产生巨大的结合力的作用结果, 从而膏盐层中的电解质就会对水泥石的腐蚀会继续进行, 甚至是一直腐蚀到套管, 这样就会使腐蚀之后的套管变得抵抗能力大大的降低了。所以我们首先就应该要解决好膏盐层的水泥石的腐蚀问题。另外, 一般情况下的水泥浆形成水泥石是没有抗腐蚀能力的, 所以说完整的固井在施工之后套管被损坏也是必然的结果。
三、在施工过程中水泥浆的应用方法
因为一些地区的地层破裂的含量密度比较低, 而且在揭开膏盐层之前还会通过承压堵漏等等的办法来提高水泥石承受的压力, 使得上不的地层在承受压力的时候密度可以达到1.73g/cm3之上, 为的是拓宽在施工时候的压力窗口。因为固井的水泥浆的密度设计属于比较低的密度水泥体系, 这样就会在融化之后产生的强度已经不能够抵抗膏盐层的蠕动的时候, 水泥浆的液柱还会使压力向下传递, 从而就可以抑制膏盐层的溶解以及蠕动, 甚至还可以避免整个套管受到不均衡的载荷。
在下套管的过程中必须要注意千万不能使套管静止的时间超过2分钟, 这样做的目的是为了要防止套管粘卡, 而且在膏盐层的阶段可以释放地层的应力, 同时还可以使时间安全的达到六十小时以上。但是在固井施工过程中, 在套管中利用循环处理水泥浆的体系使得套管的粘度降低, 并且还可以改变水泥浆的流变性能, 这样就会使得固井中的碱离子不能按照要求进入水泥浆中。同时, 为了提高油井的生产率, 可以在膏盐层的顶部设置炒年糕五根完整的套管, 而且每一根套管还必须要加入一支很有弹性的扶正器, 以便提高套管下部的居中度。另外还可以扩大井径的流态, 这样就可以使下部的套管充分的而且是循环的清洗干净, 从而来改变固井中水泥浆的流变的性能。
因为在固井水泥浆的前置液会利用抗盐的体系, 所以在冲洗液以及隔离液中会加入一些抑制剂或者是抗胶凝剂, 这样就可以提高在固井内的液体与液体之间很好的相容, 从而就可以改变液体的流态, 这主要是需要抑制在水泥岩中吸收的水膨胀以及水泥的胶结的质量。另外, 一般情况下的水泥浆形成水泥石是没有抗腐蚀能力的, 所以说完整的固井在施工之后套管被损坏也是必然的结果。所以在选用水泥浆的时候尽可能的选用不饱和的盐水来作为水泥浆的添加剂, 这一体系可以保持抗盐的性能稳定, 而且如果严格的控制自由液, 就可能会遏制在盐层中的溶解, 这样就会使得固井中的碱离子不能按照要求进入水泥浆中, 这样就会一直膏盐层的蠕动。
结语
只有膏盐层中的水泥浆具有了抗盐的优良性能之后, 才能提高固井中的水泥石以及水泥浆的抗压强度, 这样就会满足在固井长的膏盐层的要求, 而且经过试验可以证明, 固井的水泥浆技术在膏盐层中的生产在一年以上没有发生腐蚀或者其他的问题。油田的不断开发, 就将会有越来越多的油井钻遇到膏盐层, 特别是在石炭系的膏盐层对固井的水泥浆技术的要求是比较高的。所以研制的抗盐性系列的固井外加剂是具有非常良好的抗盐性能得, 其中在油井中的水泥抗胶凝剂的作用是最明显的。总之, 我国的油井也只有研制出抗盐性体系的水泥浆才能使固井在施工的过程中避免很多不必要的麻烦。
参考文献
[1]黄小兵, 熊建新, 陈次昌.气体钻井钻具冲蚀磨损试验装置[A].2008年石油装备学术年会暨庆祝中国石油大学建校55周年学术研讨会论文集[C], 2008.
[2]练章华, 孟英峰;粱红, 吴仕荣.新型气体钻水平井用钻具扶正器的设计[A].2005年石油装备技术发展学术交流年会论文集[C], 2005.
固井水泥浆 篇5
1 低渗油气田固井技术研究现状分析
低渗油田的定义为单井产能水平不高, 油气储层渗透率较低的油气田, 该类油气田不能利用裸眼系列完井方法进行开发, 会使储层资源得不到有效的开发利用。超低渗透油气田、低渗及特低渗透油气田和一般低渗透油气田是构成低渗透油气田的三大类型, 该划分标准为渗透储层渗透率, 且建立在实际油气田生产状况的基础上[1]。
在对低渗油气田进行开发的过程中, 应用传统技术方式远远不能达到提升油气工业价值的作用, 还需融入钻完井技术, 充分发挥水平井压裂完井固井水泥浆技术的优势, 提高油气田的经济效益。钻完井工作的关键内容就是固井, 油井的寿命、钻井的安全程度均取决于固井质量, 选取固井作业技术时, 一方面保障储层滤失量及漏失量, 做好油气层的保护工作,
2 低渗油气田固井水泥石评价机制
对于低渗油气田来说, 进行开发作业时, 完井方式的制定同固井途径、固井工艺及水泥浆体系等因素有很大的关系, 在一定程度上, 还会使钻井设计发生变化, 所以水平井钻井结合压裂完井水泥浆技术在低渗油气田开发领域占据着极高的地位。而作为低渗油气田开发作业的保障, 获得具有较高完整性的固井水泥石, 必须要将压裂、射孔、固井及钻井等施工环节进行有机整合, 制定科学、完善的水平井压裂完井的固井技术评价机制, 达到高效封固的效果, 提高固井水泥石的稳固性能[2]。当前, 低渗油气田水平井压裂完井的固井技术评价机制主要包括以下五种方法:水泥装常规性能评价、低渗固井韧性水泥浆评价参数、胶结性能试验评价、抗冲击强度试验评价、模拟射孔水泥石性能评价及封隔性能试验评价。
3 抗冲击无自由液低滤失水泥浆构建
构建抗冲击无自由液低滤失水泥浆体系, 具体的配方如下:偶联剂 (0.2%) 、杜拉纤维 (0.2%) 、CF44L分散剂 (0.4%) 、缓凝剂 (0.45%) 、膨胀剂 (0.5%) 、消泡剂 (0.8%) 、胶乳稳定剂 (1.0%) 、胶乳 (5%) 、支撑剂 (6%) 、降滤失剂 (6%) 、淡水 (31%) 和G级水泥 (100%) 。还需要结合实际作业状况, 添加适量的消泡剂、缓凝剂及分散剂, 改善固井水泥浆的密度、稠化时间及流变性[3]。
抗冲击无自由液低滤失水泥浆体系之所以能够起到增强固井水泥浆韧性, 关键原因是该配方同时应用了孔隙支撑剂、杜拉纤维和胶乳稳定剂, 分别起到缩短水泥浆水化时间、增强水泥石强度和抗冲击能力、优化水泥石结构和密度, 提高水泥石延伸性、减少内部裂缝发生几率、阻止基体损坏程度, 提升水泥浆颗粒传递能量的能力。
针对低渗油气田进行开采作业的过程中, 可以在固井水泥浆中添加一定的空隙充填支撑剂、降滤失, 增强水泥浆体系稳定程度的同时, 调节其中自由液的含量, 有效避免开采时液槽的出现几率, 提高水平井压裂段的封隔质量[4]。
4 抗冲击低滤失韧性水泥浆性能分析
通过整体分析的方法, 评价抗冲击低滤失韧性水泥浆体系性能时, 利用对缓凝剂、分散剂的使用量进行调节的手段, 辅以降滤失剂, 保证固井水泥浆的性能达到作业标准规定, 并对水泥石的抗冲击能力提升后, 即可获得水泥浆体系, 保证该体系具有较强的稳定性。水泥浆体系在强度、任性、抗冲击性、常规性能、流变性等方面具有显著的优势, 可以对滤失和自由液进行高效的控制, 全面改善水泥浆的质量。
5 结语
将水平井压裂完井固井水泥浆技术应用于低渗油气田开发工作, 能够起到强化水泥石完整性、最大限度的降低水平井储层流体的干扰, 保证固井工作质量, 将地层间进行合理的分隔处理, 避免出现因水泥浆问出现储层感染的状况, 缩小水泥浆自由液槽、钻屑床等外界因素的影响, 提高水泥浆的固封性能。应在掌握低渗油气田固井水泥石评价方法的基础上, 构建抗冲击无自由液低滤失水泥浆, 并探索抗冲击低滤失韧性水泥浆性能, 实现成本最小化、推动低渗油田水平井压裂固井水泥浆技术的发展和完善。
摘要：水平井压裂完井技术在低渗油气田中有着广泛的应用, 可以达到增强油气田产能的功效, 为油气井的开发工作提供了坚实的基础保障。本文主要对当前低渗油气田固井技术研究现状进行阐述, 从低渗油气田固井水泥石评价方法、抗冲击无自由液低滤失水泥浆构建及抗冲击低滤失韧性水泥浆性能研究三个方面对低渗油气田水平井压裂完井固井水泥浆技术进行分析, 以期增强水泥浆的胶结性、凝固性及运移控制性, 改善水泥浆的柔韧性, 更好的指导实际工作的开展。
关键词：低渗油气田,水平井固井,压裂完井
参考文献
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