彈性膨脹水泥漿在儲氣庫固井中的應(yīng)用

固井用高鎂廢渣微膨脹水泥漿體系 (2)

目前水竄是影響勝利油田老區(qū)固井質(zhì)量和石油開采的主要因素之一。為解決該問題,研制出一種遇水膨脹水泥漿體系,其主劑為遇水膨脹劑sdsp-1,主要由耐高溫、高壓的高吸水膨脹樹脂和具有緩水溶性能的包衣材料,經(jīng)特殊工藝加工而成,通過控制包衣材料有適當(dāng)?shù)娜芙馑俣?使sdsp-1能在水泥硬化期或形成水泥石以后吸水膨脹。對該性能進(jìn)行了室內(nèi)評價(jià),實(shí)驗(yàn)測得,加有1.5%sdsp-1的遇水膨脹水泥漿的24h水泥石膨脹率為0.09%,將該水泥石在淡水中繼續(xù)養(yǎng)護(hù)72h,水泥石的再度膨脹率為0.56%。該體系在孤東油區(qū)的7口高含水調(diào)整井進(jìn)行了應(yīng)用,與同區(qū)塊、同類型井相比,二界面合格率提高了30%,證明該遇水膨脹水泥漿能有效提高含水層位的封固質(zhì)量,起到較好的防水竄作用。同時(shí)指出,該體系存在初期稠度發(fā)展較快的現(xiàn)象,影響水泥漿的流動(dòng)性,需進(jìn)一步完善。

超細(xì)水泥的粒徑比常規(guī)水泥的粒徑小,在封堵過程中可以進(jìn)入到常規(guī)水泥不能進(jìn)入的裂縫中,尤其適合于低孔、低滲油藏的封堵作業(yè)。超細(xì)水泥的比表面積越大,水化反應(yīng)速度越高,水泥顆粒與水的接觸面大,使水泥石內(nèi)部的極小空隙變?yōu)椴贿B通,從而很大程度地提高了水泥石的抗?jié)B性能;水泥粒徑越小,通過窄縫的能力越強(qiáng),超細(xì)水泥通過0.25mm窄縫的體積百分比均在95%以上。但是,由于超細(xì)水泥顆粒細(xì),比表面積大、水化速度快,膠凝和稠化時(shí)間短,對水泥漿的性能影響比較大。針對這些問題,結(jié)合京58儲氣層物性,通過對超細(xì)水泥的細(xì)度和粒徑分布進(jìn)行分析,優(yōu)選出了適合儲氣庫老井封堵的超細(xì)水泥,并研究和開發(fā)了適應(yīng)老井封堵用的超細(xì)水泥漿體系。該體系在京58區(qū)塊中應(yīng)用,取得良好效果。

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

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(jìn)低密度水泥漿體系,固井質(zhì)量優(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。

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(dá)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。

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(shí)也為配套固井技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。大型分段壓裂會對常規(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(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。

低密度水泥漿常用泡沫和漂珠作為減輕材料,但泡沫和漂珠的一個(gè)共同缺陷是承壓能力有限。在現(xiàn)場使用時(shí),地面密度和井下密度是不一致的,這將打破注水泥壓力平衡,給固井施工帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。為此,通過大量實(shí)驗(yàn),根據(jù)顆粒緊密堆積原則,以粉煤灰、改性橡膠粉、微硅、石灰類礦物等為原料,復(fù)配出一種新型實(shí)心耐壓減輕材料fxw。由于fxw為實(shí)心減輕材料,能夠承受壓力,因而能夠適應(yīng)井下高壓條件。實(shí)驗(yàn)表明,fxw低密度水泥漿強(qiáng)度高,韌性好,可更好地滿足油氣井后期開發(fā)需求。

lw是中海油服南海八號深水鉆井平臺承鉆的一口水深達(dá)561m的深水井。針對lw井深水井表層固井面臨低溫、表層壓力窗口窄、容易漏失等技術(shù)難題,采用了中海油服油田化學(xué)事業(yè)部自主研發(fā)的深水表層固井低密度高強(qiáng)度水泥漿體系,該水泥漿體系具有密度低,首漿密度達(dá)到1.35g/cm3,良好的低溫早強(qiáng)效果、失水量小、稠化時(shí)間易于調(diào)整,水泥漿體系穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。lw的現(xiàn)場應(yīng)用證明,該深水表層低密度水泥漿體系滿足了深水表層固井現(xiàn)場施工的要求,能很好解決海洋深水、超深水表層壓力窗口窄、容易漏失等難題,可在未來深水、超深水井固井作業(yè)中推廣應(yīng)用,標(biāo)志著中海油服深水固井順利突破500m作業(yè)水深。

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、過渡時(shí)間短和早期強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。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(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%。現(xiàn)場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發(fā),固井合格率為100%,優(yōu)質(zhì)率為88.2%。

紅032井區(qū)是2009年新疆油田公司重點(diǎn)產(chǎn)能建設(shè)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(diǎn),選用了目前比較成熟的微珠低密度水泥固井工藝,同時(shí)較為詳細(xì)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(jī)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(diǎn)認(rèn)識及建議。

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。

水泥漿的性能及其提高固井質(zhì)量措施

固井環(huán)空水泥漿頂替流動(dòng)機(jī)理研究 摘要：頂替效率是影響固井質(zhì)量的重要因素，頂替過程中能否 將殘余泥漿完全頂替對固井質(zhì)量有重要的影響，為了更好地了解和 掌握水泥漿頂替效率降低而引起地下竄槽對粘砂套管固井質(zhì)量的 影響，從粗糙表面套管井的水泥漿的頂替效率角度出發(fā)，開展了粘 砂套管頂替效率的理論與實(shí)驗(yàn)研究，以驗(yàn)證粘砂套管影響固井質(zhì)量 程度。 abstract：substitutionefficiencyisanimportantfactor ofcementingquality.whethercanreplacetheresidualmud completelyhasanimportantinfluenceonthecementing qualityduringtheprocessofsubstitution.forabetter

在塔北哈拉哈塘區(qū)塊固井作業(yè)中,由于二開裸眼段長,揭開產(chǎn)層后地層壓力系數(shù)低,存在裂縫型、溶洞型碳酸鹽巖地層,采取常規(guī)密度水泥漿固井,極易誘發(fā)井漏,導(dǎo)致固井失敗。通過分析該區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn),根據(jù)水泥漿體的顆粒級配理論,優(yōu)化工藝,采用低密度高強(qiáng)度水泥漿封固了長裸眼段。18口探井二開長裸眼段水泥漿返高全部合格,縮短了鉆井周期,提高了固井質(zhì)量。

1、管道壓漿前，應(yīng)事先對采用的壓漿料進(jìn)行試配。水泥、壓漿劑、水等各種材料的稱量應(yīng) 準(zhǔn)確到±1%（均以質(zhì)量計(jì)）。水膠比不應(yīng)超過0.33。 2、攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于1000r/min，漿葉的最高線速度限制在15m/s以內(nèi)。 3、壓漿機(jī)采用連續(xù)式壓漿泵，其壓力表最小分度值不得大于0.1mpa，最大量程應(yīng)使實(shí)際工 作壓力在其25％～75％的量程范圍內(nèi)；儲料灌應(yīng)帶有攪拌功能，真空泵應(yīng)能達(dá)到0.092mpa 的負(fù)壓力。 4、在配制漿體拌合物時(shí)，水泥、壓漿劑、水的稱量應(yīng)準(zhǔn)確到±1%。 5、漿體攪拌操作順序?yàn)椋菏紫仍跀嚢铏C(jī)中先加入實(shí)際拌合水用量的80％～90％，開動(dòng)攪拌 機(jī)，均勻加入全部壓漿劑，邊加入邊攪拌，然后均勻加入全部水泥。全部粉料加入后再攪拌 2min；然后加入剩余的10％～20％的拌合水，繼續(xù)攪拌2min。 6、漿體壓入梁體孔道之前，應(yīng)首先開啟壓漿泵，使?jié){

水泥漿化學(xué)

在固井過程中，為了防止環(huán)空二界面微問隙的產(chǎn)生，尤其是為了開發(fā)不收縮水泥漿體系以保證層閫封隔質(zhì)量，在室內(nèi)進(jìn)行了環(huán)空水泥封隔實(shí)驗(yàn)，并且對所開發(fā)的膨脹水泥漿體系的性能進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根據(jù)地層實(shí)際情況而設(shè)計(jì)的膨脹水泥漿體系能夠有效地封隔地層，現(xiàn)場應(yīng)用表明，該膨脹水泥漿體系能夠有效地封隔儲氣層。本文介紹了該膨脹水泥漿體系在2個(gè)地區(qū)現(xiàn)場固井中的應(yīng)用情況。

枯竭油氣藏儲氣庫注采氣井要求運(yùn)行周期長,運(yùn)行工況條件苛刻、儲層和蓋層封固質(zhì)量要求高,儲氣庫注采氣井要求全井封固,要求水泥漿返至地面。分析了地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、地層壓力系數(shù)低、水泥漿設(shè)計(jì)困難等固井技術(shù)難點(diǎn),提出了采用雙密雙凝固井水泥漿體系的固井技術(shù),經(jīng)現(xiàn)場施工應(yīng)用,固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì),滿足封固質(zhì)量要求。

在固井過程中,為了防止環(huán)空二界面微間隙的產(chǎn)生,尤其是為了開發(fā)不收縮水泥漿體系以保證層間封隔質(zhì)量,在室內(nèi)進(jìn)行了環(huán)空水泥封隔實(shí)驗(yàn),并且對所開發(fā)的膨脹水泥漿體系的性能進(jìn)行了室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,根據(jù)地層實(shí)際情況而設(shè)計(jì)的膨脹水泥漿體系能夠有效地封隔地層,現(xiàn)場應(yīng)用表明,該膨脹水泥漿體系能夠有效地封隔儲氣層。本文介紹了該膨脹水泥漿體系在2個(gè)地區(qū)現(xiàn)場固井中的應(yīng)用情況。

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水泥漿性能的要求.

川西高壓低滲水平井需壓裂完井后投產(chǎn),對固井水泥漿性能提出了更高的要求。結(jié)合川西水平井固井技術(shù)需求,通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選了膨脹劑、防氣竄劑、穩(wěn)定劑和增塑劑,確定了塑性膨脹防氣竄水泥漿體系配方。室內(nèi)評價(jià)結(jié)果表明,該體系具有api失水小于30ml、自由液0ml、spn值小于3等性能。xs21-3h等多口水平井油層固井中的成功應(yīng)用表明,該體系可以滿足后期分段壓裂投產(chǎn)施工要求。