欠飽和鹽水水泥漿固井技術(shù)在希望油田與應(yīng)用

氣竄嚴(yán)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(kāi)發(fā)了淺層氣井固井防竄水泥漿,該水泥漿具有流動(dòng)性好、失水量低、稠化時(shí)間合適、過(guò)渡時(shí)間短和早期強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。開(kāi)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(shí)間為130min,漿體spn值為1.07,24h水泥石的抗壓強(qiáng)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(qiáng)劑zqj,水泥漿失水量為14ml,稠化時(shí)間為108min,漿體spn值為0.90,24h水泥石的抗壓強(qiáng)度和線膨脹率分別為23.7mpa和0.003%?，F(xiàn)場(chǎng)34口氣井的應(yīng)用實(shí)踐證明,該防氣竄水泥漿適合淺層氣井的固井開(kāi)發(fā),固井合格率為100%,優(yōu)質(zhì)率為88.2%。

在鹽礦層內(nèi)施工定向?qū)泳?，要求鉆井泥漿不僅具有良好的抗鹽、抗鈣、抗高溫能力，也必須具有良好的流變性、潤(rùn)滑性和穩(wěn)定性。本文介紹了低固相飽和鹽水泥漿在鹽礦定向?qū)泳┕ぶ械膽?yīng)用情況。

雁木西油田地層含多段鹽膏層,給固井帶來(lái)諸多難題,為此吐哈油田開(kāi)發(fā)出了bxf-200l抗鹽水泥漿體系。該體系具有低濾失、抗鹽性好、稠化和凝結(jié)時(shí)間短、稠化時(shí)間可調(diào)節(jié)范圍大、與早強(qiáng)劑等外加劑配伍性好、流變性好、易達(dá)到紊流頂替、漿體穩(wěn)定和強(qiáng)度高等特點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明,該水泥漿體系既保證了鹽膏層固井的施工安全,又提高了固井質(zhì)量,特別是解決了第二界面的固井質(zhì)量問(wèn)題,為該油田的持續(xù)改造奠定了良好的基礎(chǔ)。

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(duì)性的水泥漿體系。對(duì)該體系的主要外加劑一降失水劑、緩凝劑、減阻劑等進(jìn)行了室內(nèi)性能評(píng)價(jià)和配方優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明,該體系是水量低,稠化時(shí)間可調(diào)節(jié),稠化曲線基本呈"直角",抗壓強(qiáng)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。

早強(qiáng)防竄水泥漿在吉林油田的研究與應(yīng)用

因?yàn)橐鸬木┒霈F(xiàn)的固井失敗,常常會(huì)出現(xiàn)在壓力系數(shù)低或是特別是裂縫型以及溶洞型碳酸鹽巖地層易漏地層固井中。使用常規(guī)密度1.88g/cm3的水泥漿固井,非常容易引起井漏,造成固井失敗,嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。根據(jù)dwq易漏地層的固井需求,并結(jié)合實(shí)際要求和需求調(diào)和出應(yīng)對(duì)這種狀況最佳比例的低密度水泥漿,并保證低密度水泥漿具有應(yīng)該有的強(qiáng)度,從而運(yùn)用在dwq易漏地層的固井難點(diǎn)上,達(dá)到了隔封地層的目的。

玉門(mén)青西油田屬于裂隙性油藏,由于井深、封固段長(zhǎng)、多套壓力體系共存、井眼條件較差、溫度高及封固層段上下溫差大等問(wèn)題,固井難度較大。前期采用常規(guī)加砂水泥漿體系,雖基本解決了完井固井質(zhì)量問(wèn)題,但對(duì)油層污染較大,后引進(jìn)低密度水泥漿體系,固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)率達(dá)85%以上,油藏采收率得以大幅提高,應(yīng)用效果良好。

水泥漿封堵工藝廣的泛應(yīng)用與油田中后期開(kāi)發(fā)過(guò)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(xì)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(pán)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(duì)提高施工成功率具有一定的借鑒意義。

勝利油田對(duì)礦渣低密度水泥漿固井技術(shù)通過(guò)近兩年的室內(nèi)試驗(yàn),研究出適合勝利油田的礦渣低密度水泥漿固井技術(shù),對(duì)解決勝利油田低壓易漏井固井和提高固井質(zhì)量有重要的現(xiàn)實(shí)意義。文中著重介紹了礦渣膨潤(rùn)土低密度水泥漿的配比優(yōu)選,漿體性能的優(yōu)化及礦渣水泥漿的應(yīng)用等。

固井-水泥漿化學(xué)概要 1固井 1.1定義 固井就是在井眼內(nèi)下入套管柱，在套管柱與井壁環(huán)形空間注入水泥漿進(jìn)行封固。 1.2目的 （1）封隔疏松、易塌、易漏等地層； （2）封隔油、氣、水層，防止互相竄通，形成油氣通道； （3）安裝井口，控制油氣流，以利于鉆進(jìn)。 1.3流程 （1）下套管 套管類(lèi)型有： 1）表層套管 封隔地表淺水層及淺部疏松和復(fù)雜地層；安裝井口、懸掛和支撐后續(xù)各層套管。 2）生產(chǎn)套管（油層套管） 用以保護(hù)生產(chǎn)層，提供油氣生產(chǎn)通道。 3）中間套管（技術(shù)套管） 用來(lái)封隔不同地層壓力層系或易漏、易塌、易卡等井下復(fù)雜地層。 （2）注水泥 下套管后，把水泥漿泵入套管內(nèi)，再用鉆井液把水泥漿頂替到管外環(huán)形空間設(shè)計(jì)位置的 作業(yè)稱(chēng)之為注水泥。 （3）井口安裝和套管試壓 下套管注水泥之后，在水泥凝固期間就要安裝井口。套管試壓是檢查固井質(zhì)量的重要組 成部分。安裝好套管頭和接好防噴器

針對(duì)ksk油田固井中的油氣水竄問(wèn)題,開(kāi)展了lx600膠乳防竄水泥漿體系研究工作,并進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià),認(rèn)為水泥漿體系具有抗高溫、低失水、沉降穩(wěn)定性好、過(guò)渡時(shí)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(jìn)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(wèn)題。

針對(duì)勝利海上埕島油田水平井鉆井以及保護(hù)油氣層的需要,優(yōu)選了零自由水、低失水、高分散、短過(guò)渡、無(wú)緩凝、直角稠化固井水泥漿體系,選用了與該水泥漿體系以及海水鉆井液體系相容性好的沖洗隔離液,應(yīng)用了性能優(yōu)良的固井工具及附件,采取了相應(yīng)的固井技術(shù)措施,已在海上18口水平井的固井施工中取得了良好的效果。

鹽探2井是為探明東營(yíng)地區(qū)地下礦鹽資源而投資部署的一口重點(diǎn)探采井。針對(duì)該井完鉆鉆井液密度高(1.87g/cm3)、平均環(huán)容小、水泥環(huán)薄、井底靜止溫度高(143℃)、固井封固段長(zhǎng)、環(huán)空靜壓力高、鉆遇鹽水層等復(fù)雜情況,經(jīng)過(guò)大量研究與室內(nèi)實(shí)驗(yàn),優(yōu)選出了前置液,完善了水泥漿設(shè)計(jì)方案,開(kāi)發(fā)出了高密度抗高溫低失水緩凝增韌水泥漿體系。該水泥漿具有一定的抗壓強(qiáng)度、良好的穩(wěn)定性和較好的失水控制能力,稠化時(shí)間易調(diào),其在鹽探2井φ177.8mm尾管固井中進(jìn)行了成功應(yīng)用,現(xiàn)場(chǎng)注水泥225t,施工順利,固井質(zhì)量為優(yōu),實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)目的。

巨厚鹽膏層固井用過(guò)飽和氯化鉀水泥漿

為解決玉門(mén)青西油田油層封固段長(zhǎng)、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(kuò)大率大等難題,研究開(kāi)發(fā)了以空心漂珠、增強(qiáng)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(shí)間可調(diào),抗壓強(qiáng)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(shí),完全可滿足青西油田開(kāi)發(fā)的需要。

cb306區(qū)塊在3200～3300m井段有異常高壓氣層,當(dāng)量密度高達(dá)1.38g/cm3左右,固井時(shí)該井段水泥膠結(jié)較差,氣竄現(xiàn)象嚴(yán)重,固井質(zhì)量不合格。cb3061井是該區(qū)塊的第一口開(kāi)發(fā)井,為了有效地防止氣竄,提高固井質(zhì)量,該井固井時(shí)采用新型防氣竄水泥漿。該體系由sf1氮?dú)馀蛎泟⒔凳畡┖蜏p阻劑等多種水泥外加劑混拌而成。sf1氮?dú)馀蛎泟┏蕼\黃色粉末狀,易溶于水,適于水濕混或與水泥干混。在埕島油田cb3061井的應(yīng)用表明,新型防氣竄水泥漿性能穩(wěn)定,膨脹量達(dá)到23%,加強(qiáng)了水泥和地層的膠結(jié),并能有效地防止水泥漿失重時(shí)高壓地層氣體的侵入,提高了固井質(zhì)量;該體系在常壓下有較高的抗壓強(qiáng)度,對(duì)水泥石后期強(qiáng)度影響較小;可以濕混或干混,易于海上固井施工

gk13h井為塔河油田的一口開(kāi)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(wèn)題,水泥漿頂替效率低問(wèn)題,以及水平井固井對(duì)水泥漿綜合性能的嚴(yán)格要求。通過(guò)采用剛性樹(shù)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(yán)格控制水泥漿的自由液為0ml、api失水小于50ml、稠化過(guò)渡時(shí)間小于10min、沉降穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能來(lái)提高水泥漿的防氣竄能力,保證了水平井的固井質(zhì)量。

為解決勝利油田開(kāi)發(fā)中后期小間隙固井中存在的諸多問(wèn)題,從水泥石的彈性和韌性等方面開(kāi)發(fā)出了增韌纖維水泥漿。優(yōu)選出了增韌纖維,評(píng)價(jià)了增韌纖維對(duì)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(shí)研究了纖維對(duì)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(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,增韌纖維在適宜的加量和長(zhǎng)度范圍內(nèi)對(duì)水泥漿流變性、稠化性能、失水性能的影響不大,但對(duì)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(qiáng)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(jìn)行了應(yīng)用,解決了現(xiàn)場(chǎng)固井技術(shù)難題。

小井眼井由于井徑小,環(huán)空間隙小,在進(jìn)行固井時(shí)存在許多難點(diǎn).在所有難點(diǎn)中,最為突出的就是對(duì)水泥漿標(biāo)準(zhǔn)的要求.本文重點(diǎn)研究了小井眼固井的技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù),以及對(duì)水泥漿性能體系的要求,并構(gòu)建小井眼固井水泥漿體系,從而使其各項(xiàng)性能均滿足小井眼固井對(duì)水泥漿性能的要求.

針對(duì)海洋深水表層套管固井作業(yè),介紹了一種密度可調(diào)(1.20～1.80kg/l)的低溫低密度g級(jí)硅酸鹽水泥漿體系。對(duì)低溫低密度g級(jí)硅酸鹽水泥漿體系的設(shè)計(jì)原理與水泥漿組分以及不同密度水泥漿配方進(jìn)行了詳細(xì)的論述,并對(duì)該水泥漿體系在深水環(huán)境下的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,低溫低密度g級(jí)硅酸鹽水泥漿體系在低溫環(huán)境下具有較高早期強(qiáng)度、低失水量以及良好的流變性和稠化性能,其中密度為1.20kg/l的水泥漿在3℃溫度下的稠化時(shí)間≤560min,稠化過(guò)渡時(shí)間≤60min,api失水≤70ml,水泥石在5℃溫度下養(yǎng)護(hù)24h后的抗壓強(qiáng)度≥3.5mpa。這表明低密度g級(jí)硅酸鹽水泥漿體系具有良好的低溫性能,能夠滿足海洋深水表層套管固井作業(yè)要求。

長(zhǎng)慶油田隴東地區(qū)是鄂爾多斯盆地致密砂巖油藏開(kāi)發(fā)的主戰(zhàn)場(chǎng)。先注后采、水平井規(guī)模開(kāi)發(fā)和多級(jí)分段體積壓裂是該地區(qū)增儲(chǔ)上產(chǎn)的主要技術(shù)措施。同時(shí)也為配套固井技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。大型分段壓裂會(huì)對(duì)常規(guī)水泥環(huán)造成很大的破壞作用,進(jìn)一步加劇了油、水竄現(xiàn)象,直接影響油井后續(xù)的投產(chǎn)效果,因此防止環(huán)空竄流,不僅要考慮到水泥漿的防竄性能,還要考慮到改善水泥石力學(xué)性能的問(wèn)題。針對(duì)上述難題,開(kāi)發(fā)了增韌防竄水泥漿體系,該體系可有效改善水泥石力學(xué)性能,提高水泥漿的防竄能力,優(yōu)化了固井工藝,形成了適用于該地區(qū)致密砂巖油藏的配套固井技術(shù),取得了很好的應(yīng)用效果。

高密度抗鹽水泥漿體系