人工漂珠水泥漿在鎮(zhèn)涇油田固井中的應用

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。

玉門青西油田屬于裂隙性油藏,由于井深、封固段長、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)量問題,但對油層污染較大,后引進低密度水泥漿體系,固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)率達85%以上,油藏采收率得以大幅提高,應用效果良好。

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口井得到應用,固井質(zhì)量較好。

水泥漿封堵工藝廣的泛應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用情況總結(jié)推薦的套擠控壓法和預堵分段擠入法,對提高施工成功率具有一定的借鑒意義。

勝利油田對礦渣低密度水泥漿固井技術(shù)通過近兩年的室內(nèi)試驗,研究出適合勝利油田的礦渣低密度水泥漿固井技術(shù),對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)實意義。文中著重介紹了礦渣膨潤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用等。

早強防竄水泥漿在吉林油田的研究與應用

cb306區(qū)塊在3200～3300m井段有異常高壓氣層,當量密度高達1.38g/cm3左右,固井時該井段水泥膠結(jié)較差,氣竄現(xiàn)象嚴重,固井質(zhì)量不合格。cb3061井是該區(qū)塊的第一口開發(fā)井,為了有效地防止氣竄,提高固井質(zhì)量,該井固井時采用新型防氣竄水泥漿。該體系由sf1氮氣膨脹劑、降失水劑和減阻劑等多種水泥外加劑混拌而成。sf1氮氣膨脹劑呈淺黃色粉末狀,易溶于水,適于水濕混或與水泥干混。在埕島油田cb3061井的應用表明,新型防氣竄水泥漿性能穩(wěn)定,膨脹量達到23%,加強了水泥和地層的膠結(jié),并能有效地防止水泥漿失重時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度,對水泥石后期強度影響較小;可以濕混或干混,易于海上固井施工

漂珠復合低密度水泥漿的室內(nèi)研究與應用

固井-水泥漿化學概要 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。 1.3流程 （1）下套管 套管類型有： 1）表層套管 封隔地表淺水層及淺部疏松和復雜地層；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） 用來封隔不同地層壓力層系或易漏、易塌、易卡等井下復雜地層。 （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)形空間設計位置的 作業(yè)稱之為注水泥。 （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

研制了一種漂珠復合低密度水泥漿,分析了該體系的作用機理,確定了漂珠復合低密度水泥漿體系添加劑的最佳配方:早強劑ck21加量2％,分散劑sza-2加量0．8％～1．0％,降濾失劑td-80加量1．2％,微硅加量8％,按施工要求調(diào)節(jié)緩凝劑加量控制稠化時間。室內(nèi)研究結(jié)果表明,該漂珠復合低密度水泥漿體系具有密度低、抗壓強度高、水泥漿沉降穩(wěn)定性好的特點,克服了目前常用低密度水泥漿體系的缺陷,是提高低壓易漏失井固井質(zhì)量的有效材料。

長慶油田隴東地區(qū)是鄂爾多斯盆地致密砂巖油藏開發(fā)的主戰(zhàn)場。先注后采、水平井規(guī)模開發(fā)和多級分段體積壓裂是該地區(qū)增儲上產(chǎn)的主要技術(shù)措施。同時也為配套固井技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。大型分段壓裂會對常規(guī)水泥環(huán)造成很大的破壞作用,進一步加劇了油、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性能的問題。針對上述難題,開發(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),取得了很好的應用效果。

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用,解決了現(xiàn)場固井技術(shù)難題。

以往勝利油田以東營凹陷沙三中下地層的油藏勘探開發(fā)為主,而孔店組、古潛山勘探程度極低,是目前及今后進一步勘探開發(fā)的重點對象,而沙四段以下都存在鹽膏層,完鉆井深都大干4000m,隨著井深增加地溫越來越高,對水泥漿提出了更高的要求。為保證順利施工,提高固井質(zhì)量,必須優(yōu)選水泥外加劑和調(diào)整相適應的高溫抗鹽體系。經(jīng)過對外加劑進行篩選,最后選擇了河南省衛(wèi)輝市化工有限公司的系列外加劑,并調(diào)配成高溫抗鹽水泥漿體系以適應150-180℃的井溫。該體系在高溫下具有良好的稠化性能,稠化曲線呈直角;抗鹽性能好,隨著鹽加量的增大,稠化性能變化不大;抗壓強度高。該水泥漿體系成功地完成了勝利油田重點探井郝科1井、豐8井、王古1井和王46井的固井任務。在孔杏組二段的深層發(fā)現(xiàn)了含油烴源巖,拓展了東營凹陷的油氣勘探空間。

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。

儲氣庫在注、采氣過程中壓力、溫度變化對水泥環(huán)產(chǎn)生收縮變形影響,導致水泥石受到交變應力作用而產(chǎn)生破壞,形成微裂縫。開展了彈性膨脹水泥漿的研究,采用水泥與多組分活性礦物摻料(彈性材料、石英砂、粗硅粉、細硅粉)級配,得到了堆積體積分數(shù)大于0.8的干混合物,提高了水泥石的致密度、抗?jié)B性、抗腐蝕性和抗射孔沖擊能力,降低了滲透率;加入5%的膨脹劑,使水泥石具有膨脹性(膨脹量達0.677%),同時增大了水泥環(huán)與界面的膠結(jié)強度和壁面抗水壓滲透能力;由于彈性顆粒的加入,水泥石的楊氏模量低于地層的楊氏模量,有利于改善水泥環(huán)與套管的界面膠結(jié)狀況,保證水泥環(huán)的完整性。該體系在交變應力作用下密閉良好,解決了儲氣庫不斷注氣采氣對水泥環(huán)的破壞難題,在huk23井的應用取得了固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的效果,2012年在呼圖壁儲氣庫推廣應用20余井次,聲幅合格率為100%,優(yōu)質(zhì)率為73.3%。

紅032井區(qū)是2009年新疆油田公司重點產(chǎn)能建設區(qū)塊。文中通過對紅032井區(qū)地質(zhì)情況的簡介,并結(jié)合該區(qū)塊的固井特點,選用了目前比較成熟的微珠低密度水泥固井工藝,同時較為詳細的闡述了微珠低密度固井工藝中的水泥漿配方及水泥外加劑作用機理,通過優(yōu)選固井工藝技術(shù)措施,確保了固井質(zhì)量,并由此提出了幾點認識及建議。

漂珠低密度水泥漿在解決低壓易漏地層和低壓長封固段固井中得到了廣泛應用,為更好的掌握漂珠對低密度水泥漿性能的影響情況,通過室內(nèi)實驗研究,考查了攪拌速度對漂珠低密度水泥漿密度的影響情況,分析了不同壓力條件下對不同細度的漂珠低密度水泥漿密度及其水泥漿流變性能的影響規(guī)律,研究了漂珠對低密度水泥石強度等影響規(guī)律,為漂珠低密度水泥漿的現(xiàn)場應用提供了借鑒作用。優(yōu)選出了綜合性能優(yōu)良的漂珠復合低密度水泥漿體系及配方,在塔河油田進行了推廣應用,取得了良好的固井效果。

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

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油田應用了55口井,應用效果進一步表明,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。

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)井下復雜事故,對油井后期固井等作業(yè)影響很大。設計優(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。

雁木西油田地層含多段鹽膏層,給固井帶來諸多難題,為此吐哈油田開發(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)時間短、稠化時間可調(diào)節(jié)范圍大、與早強劑等外加劑配伍性好、流變性好、易達到紊流頂替、漿體穩(wěn)定和強度高等特點?，F(xiàn)場應用證明,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)量問題,為該油田的持續(xù)改造奠定了良好的基礎。

勝利油田萊州灣區(qū)塊地層承壓能力低,易發(fā)生井漏,井底溫度低,儲水源豐富,且水中含有大量腐蝕性離子,嚴重影響水泥漿的穩(wěn)定性,固井質(zhì)量難以控制。闡述了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。制備方法是先將一定量的發(fā)氣劑swpm-1干混于水泥中,用清水配制非泡沫水泥漿(密度控制在1.85～1.90g/cm3),方法同api標準,然后將制好的非泡沫水泥漿在低速下(4000r/min)再攪拌10s,同時加入一定量的發(fā)氣劑swpm-2和穩(wěn)泡劑swpm-3,則可制成泡沫水泥漿。同時,泡沫水泥漿具有密度低、強度高、防竄性能好、水泥漿造價低等特點,在勝利油田萊州灣區(qū)塊的應用情況證明,通過采用新型泡沫水泥漿體系,解決了該地區(qū)固井技術(shù)難題,現(xiàn)場固井68口,固井質(zhì)量均達到優(yōu)質(zhì)。