泡沫水泥漿體系在勝利油田萊州灣區(qū)塊的應(yīng)用

固井作業(yè)過程中水泥石體積的收縮是影響固井質(zhì)量的主要因素之一,而對固井工程而言,體積收縮常常引起界面膠結(jié)不良、層間封隔較差、地層流體外竄;由于水泥石內(nèi)微裂縫的存在引起水泥石整體性能下降;抗?jié)B透能力、抗腐蝕能力及抗壓強度下降等。為在勝利油田油氣井固井施工中達到提高第一、二界面,特別是提高第二界面固井質(zhì)量的要求,基于膨脹水泥漿體系的研究基礎(chǔ)上進行了晶格膨脹劑在油井固井施工中的研究及40口井的現(xiàn)場應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟和技術(shù)效益。

由于泡沫水泥漿具有密度低、強度高、防竄性能好等特點，它不僅適用于一般低壓易漏地層，還適用于氣層封固。新型泡沫水泥漿的研制，旨在研究出一種氮氣發(fā)氣劑和穩(wěn)泡劑以及與其相配套的水泥外加劑，使其均勻地分散于水泥漿中而形成泡沫水泥漿。通過對泡沫水泥漿的制備方法和性能進行室內(nèi)研究，優(yōu)化了針對泡沫水泥漿的固井工藝技術(shù)。

為解決勝利油田開發(fā)中后期小間隙固井中存在的諸多問題,從水泥石的彈性和韌性等方面開發(fā)出了增韌纖維水泥漿。優(yōu)選出了增韌纖維,評價了增韌纖維對水泥漿流變性、稠化性能、降濾失性能以及與其他添加劑配伍性能的影響。同時研究了纖維對水泥石的力學(xué)性能、滲透率、泊松比和彈性模量以及膠結(jié)強度的影響。結(jié)果表明,增韌纖維在適宜的加量和長度范圍內(nèi)對水泥漿流變性、稠化性能、失水性能的影響不大,但對水泥石的力學(xué)性能影響顯著;在小間隙固井中,使用增韌纖維可以改善水泥環(huán)的韌性和彈性,防止竄流發(fā)生;增韌纖維水泥石的韌性(抗折強度)較原漿水泥石明顯提高。該水泥漿體系在23口小間隙井或漏失井進行了應(yīng)用,解決了現(xiàn)場固井技術(shù)難題。

結(jié)合冀東油田水泥外加劑使用現(xiàn)狀,并根據(jù)冀東油田地質(zhì)、固井特征,研發(fā)了有針對性的水泥漿體系。對該體系的主要外加劑一降失水劑、緩凝劑、減阻劑等進行了室內(nèi)性能評價和配方優(yōu)化。實驗表明,該體系是水量低,稠化時間可調(diào)節(jié),稠化曲線基本呈"直角",抗壓強度較高,游離液含量小于1.4%。目前,該體系已經(jīng)在冀東油田的不同區(qū)塊的3口井得到應(yīng)用,固井質(zhì)量較好。

針對青海花土溝油田、油砂山油田低壓油氣井地層承壓能力低,固井時易發(fā)生漏失的特點,固井時采用在漂珠水泥漿中加入fc系列發(fā)氣劑配制成的化學(xué)泡沫超低密度水泥漿。試驗結(jié)果表明,化學(xué)泡沫超低密度水泥漿強度高、稠化時間易于控制,并具有低污染和一定的堵漏性能,能使水泥漿井下密度降低至1.30～1.35g/cm3,井口密度降低至o.90～o.95g/cm3,提高低壓易漏地層的封固質(zhì)量,降低對產(chǎn)層的污染。在青海油田6口中、淺層低壓易漏失油氣井進行了應(yīng)用,這6口井的漏失非常嚴重,但是固井質(zhì)量為3口優(yōu)質(zhì)、3口合格,固井質(zhì)量達到了原先的預(yù)想,表明該泡沫水泥漿較好地解決了青海油田淺、中層低壓易漏失井的固井問題?；瘜W(xué)泡沫超低密度水泥漿避免了固井補救措施造成的費用,而且節(jié)約了大量的機械設(shè)備購置資金和維修費用,具有較好的經(jīng)濟效益。

為解決玉門青西油田油層封固段長、多套壓力層系共存、泥巖層的應(yīng)力垮塌、封固段上下溫差大、井徑擴大率大等難題,研究開發(fā)了以空心漂珠、增強劑pzw-a、石英砂、tw200s、tw301、tw401、tw501為主處理劑,調(diào)配出密度為1.3～1.6g/cm3,循環(huán)溫度為40℃～90℃的水泥漿體系,其稠化時間可調(diào),抗壓強度高,水泥漿失水量小,游離液為零,流變性能良好且水泥漿漿體穩(wěn)定,水泥石密實,完全可滿足青西油田開發(fā)的需要。

針對ksk油田固井中的油氣水竄問題,開展了lx600膠乳防竄水泥漿體系研究工作,并進行了室內(nèi)實驗評價,認為水泥漿體系具有抗高溫、低失水、沉降穩(wěn)定性好、過渡時間短、直角稠化和防氣竄等綜合性能。lx600膠乳水泥漿體系在ksk油田應(yīng)用了55口井,應(yīng)用效果進一步表明,該水泥漿體系能夠有效提高雙界面膠結(jié)質(zhì)量,解決固井中的油氣水竄問題。

勝利油田水基廢泥漿對生物影響的評價

早強防竄水泥漿在吉林油田的研究與應(yīng)用

水泥漿封堵工藝廣的泛應(yīng)用與油田中后期開發(fā)過程中的套損井治理和產(chǎn)液結(jié)構(gòu)的調(diào)整及層系的細分,是油田穩(wěn)油控水的有力工具。本文根據(jù)該工藝在臨盤油田的應(yīng)用情況總結(jié)推薦的套擠控壓法和預(yù)堵分段擠入法,對提高施工成功率具有一定的借鑒意義。

為了滿足鎮(zhèn)涇油田長封段固井質(zhì)量,防止洛河水對生產(chǎn)套管的侵蝕和水泥漿返高達到分公司的固井要求,通過現(xiàn)場應(yīng)用人工漂珠、微硅低密度水泥漿分析對比,優(yōu)選出能封固低壓易漏,具有防腐蝕的低密度水泥漿體系配方,解決了鎮(zhèn)涇油田低壓易漏長封固段的固井質(zhì)量難題。

氣竄嚴重是吉林油田淺層氣井固井存在的一大技術(shù)難題,為此開發(fā)了淺層氣井固井防竄水泥漿,該水泥漿具有流動性好、失水量低、稠化時間合適、過渡時間短和早期強度高等優(yōu)點。開發(fā)的固井水泥漿,領(lǐng)漿中加入1.4%降失水劑jls和3%晶體膨脹劑kw-2,水泥漿失水量為16ml,稠化時間為130min,漿體spn值為1.07,24h水泥石的抗壓強度和線膨脹率分別為20.5mpa和0.011%;尾漿中加入1.4%jls、3%kw-2和2%速凝早強劑zqj,水泥漿失水量為14ml,稠化時間為108min,漿體spn值為0.90,24h水泥石的抗壓強度和線膨脹率分別為23.7mpa和0.003%?，F(xiàn)場34口氣井的應(yīng)用實踐證明,該防氣竄水泥漿適合淺層氣井的固井開發(fā),固井合格率為100%,優(yōu)質(zhì)率為88.2%。

塔河油田十區(qū)、十二區(qū)及艾丁區(qū)塊是中石化西北油田分公司的主力上產(chǎn)區(qū)塊,該區(qū)塊井深且多含有二疊系易漏地層,固井不同階段發(fā)生漏失嚴重影響了固井質(zhì)量。針對這一問題,從提高水泥漿的堵漏能力方面入手進行了研究,使用了一種高強有機聚合物單絲短纖維,將其加至水泥漿中可以提高水泥漿的堵漏效果。室內(nèi)研究表明,堵漏纖維性能穩(wěn)定,與水泥、外加劑以及水泥漿中各種外摻料有很好的相容性,將不同尺寸的堵漏纖維合理搭配加至水泥漿后有較高的承壓能力,固井時能有效的起到堵漏作用。將研究成果進行了多井次的現(xiàn)場應(yīng)用,水泥漿中加入堵漏纖維后有效防止或降低了固井時發(fā)生漏失,提高了固井質(zhì)量。

gk13h井為塔河油田的一口開發(fā)水平井,采用套管射孔完井,目的層為凝析油氣藏。分析了水平井套管安全下入問題,水泥漿頂替效率低問題,以及水平井固井對水泥漿綜合性能的嚴格要求。通過采用剛性樹脂旋流扶正器,owc-1l化學(xué)沖洗液及高粘高切加重隔離液,調(diào)整水泥漿的流變至平板流型等綜合措施提高水泥漿的頂替效率,采用膠乳、非滲透復(fù)合水泥漿體系,嚴格控制水泥漿的自由液為0ml、api失水小于50ml、稠化過渡時間小于10min、沉降穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能來提高水泥漿的防氣竄能力,保證了水平井的固井質(zhì)量。

為了預(yù)防洛河層水對油氣井套管的腐蝕、提高油井使用壽命、解決易漏失和封固段長等技術(shù)難題,滿足低成本開發(fā)的需要,提出使用加量少、價格相對便宜的外摻料膨脹珍珠巖來配制低密度水泥漿體系。對膨脹珍珠巖物理性能、化學(xué)成分進行了分析,并做了大量室內(nèi)試驗,確定了膨脹珍珠巖低密度水泥漿體系配方及性能參數(shù),并在順寧區(qū)塊進行了5口井的現(xiàn)場試驗?，F(xiàn)場應(yīng)用表明,該水泥漿體系性能穩(wěn)定,水泥石抗壓強度可滿足現(xiàn)場施工要求,水泥漿體系成本明顯低于其它體系成本,有較好的推廣應(yīng)用前景。

通過實驗和分析表明,丁苯膠乳水泥漿體系優(yōu)化的膠乳水泥漿配方彈性模量相比素漿降低42%,抗折強度提高28.2%,沖擊韌性提高27.5%。較常規(guī)水泥漿在防竄性能、力學(xué)性能上均有大幅度提高。在塔河油田的應(yīng)用取得良好效果。

綏中36-1油田屬于衰竭油藏,長期的開采使地層壓力系數(shù)降低,井下漏失問題一直是鉆井和固井過程中的最大難題,為解決低壓易漏井固井的難題,采用低密度高強度水泥漿體系固井。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用表明,低密度高強度水泥漿通過合理調(diào)整外加劑的加量,水泥漿的稠化時間和其它性能可任意調(diào)節(jié),在溫度為40～90℃之間,密度為1.3～1.6g/cm3時,該水泥漿體系穩(wěn)定,流變性能良好,抗壓強度高,失水量低,游離液低,凝結(jié)成水泥石后體積不收縮,結(jié)構(gòu)致密,滲透率低并有一定的防竄能力。該水泥漿有效地解決了低壓易漏層油氣井固井過程中的難點[1],保證了固井施工質(zhì)量,固井合格率為100%。

丁苯膠乳水泥漿體系有利于提高油井水泥環(huán)的彈性和韌性。研究分析了丁苯膠乳水泥漿體系的特點,進行了設(shè)計和相關(guān)的配伍相容性試驗。分別在沙30-7井、側(cè)周15井等多個區(qū)塊10口井應(yīng)用于現(xiàn)場固井施工,取得了良好效果。

泡沫水泥固井是欠平衡鉆井配套應(yīng)用的主要技術(shù)之一。要想保證全過程的欠平衡狀態(tài),在固井時推薦使用泡沫水泥,而且,泡沫水泥漿在氣體鉆井、易漏地層鉆井中得到了廣泛的運用。泡沫水泥的靜液柱壓力是使用該水泥的關(guān)鍵參數(shù),文章討論了泡沫質(zhì)量以及溫度、壓力對泡沫水泥漿密度的影響,推導(dǎo)出了泡沫水泥漿靜液柱壓力計算公式,利用該式可以方便地估算泡沫水泥固井時的靜液柱壓力,最后對計算結(jié)果進行了簡要的分析。

地質(zhì)概況哈薩克斯坦濱里海盆地為東歐地臺東南邊緣的古生代盆地,是前蘇聯(lián)陸上油氣資源潛力最大的深層含油氣盆地。該盆地位于哈薩克斯坦西部,位于里海北部,東西長1000km,南北寬500km,總面積約50×104km2。

針對大慶杏樹崗油田目前出現(xiàn)高水淹問題,研究出一種長效復(fù)合泡沫體系.該泡沫體系半衰期達到54h,發(fā)泡體積在475ml以上,適合溫度低于50℃、礦化度小于10g/l的油藏.均質(zhì)巖心實驗表明,水驅(qū)后注入泡沫段塞,采收率可增加17％.杏7-1-33井現(xiàn)場試驗表明,措施后連通油井受效情況發(fā)生改變,增油降水效果明顯,并組累計增油3168t,投入產(chǎn)出比達到1∶3.68.該泡沫體系能有效地抑制注入水沿高滲透部位突進,提高了驅(qū)油效率,可以滿足杏樹崗油田高滲透儲層注水開發(fā)的要求.

作為西北油田的重要勘探開發(fā)區(qū)塊之一,塔河油田托普臺區(qū)塊大部分井存在二疊系,井深4500~5200m,厚度50~300m,在鉆遇二疊系時漏失嚴重,塔河10區(qū)及12區(qū)部分無二疊系井也漏失嚴重,增加了正常鉆進難度,耽誤鉆井時效,可能誘發(fā)井下復(fù)雜事故,對油井后期固井等作業(yè)影響很大。設(shè)計優(yōu)選粉煤灰低密度水泥漿體系對二疊系進行堵漏。該水泥漿體系密度1.60g/cm~3左右,抗壓強度6~8mpa,漏失嚴重時可在水泥漿中添加5mm、10mm纖維進行復(fù)合堵漏,纖維在裂縫中架橋,形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),提高堵漏效果。該水泥漿體系在現(xiàn)場多口井的堵漏作業(yè)表明,能有效地提高地層承壓能力,大大縮短了鉆井周期,為后期鉆井及固井施工創(chuàng)造了有利條件。