新型天然類火山灰低密度水泥漿實(shí)驗(yàn)

利用顆粒級(jí)配和緊密堆積理論,制備了密度為1.20～1.30g/cm~3的微細(xì)水泥/漂珠低密度水泥漿體系。確定了其最佳配方:微細(xì)水泥與g級(jí)油井水泥質(zhì)量比為1:1,微硅加量6.0%,降失水劑sz1-2加量1.5%,早強(qiáng)劑ck21加量2.0%,分散劑sxy加量1.4%,漂珠加量30%～60%,空心玻璃珠加量10%～20%,水灰比0.58～0.62。在50℃下,考察了該低密度水泥漿的抗壓強(qiáng)度、失水性、流變性等,結(jié)果表明,該體系具有早期強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、稠化時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),適用于低壓易漏地層及超長(zhǎng)封固段的固井施工。

玉門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。

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。

針對(duì)目前低密度水泥漿抗壓強(qiáng)度偏低,無(wú)法滿足封固生產(chǎn)套管的不足,在分析低密度水泥漿配制關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)選合適的中空微珠減輕劑、研制高性能促凝劑和選擇合理的dinger-funk方程緊密堆積計(jì)算模型,開(kāi)發(fā)出密度1.30～1.50g/cm3高強(qiáng)低密度水泥漿hplc體系。測(cè)試結(jié)果表明,hplc體系無(wú)游離液、漿體穩(wěn)定、流變性好、api失水量≤37ml/30min、稠化時(shí)間滿足施工要求、低溫早強(qiáng)和水泥石抗壓強(qiáng)度高等優(yōu)異性能,完全能夠滿足封固生產(chǎn)套管的抗壓強(qiáng)度要求,有助于通過(guò)低壓固井來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)油層目的。

常規(guī)低密度水泥漿固井中存在水泥石抗壓強(qiáng)度低、水泥漿游離液含量大、漿體穩(wěn)定性差等突出問(wèn)題,滿足不了油層固井需要。為保護(hù)油氣層、提高固井質(zhì)量,通過(guò)深入研究,從篩選和優(yōu)化水泥、外摻料及配伍外加劑入手,開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)度低密度水泥漿體系;并通過(guò)采取新工藝、強(qiáng)化技術(shù)措施,有效解決了油層固井中遇到的一系列問(wèn)題,在中國(guó)科探1井、4000m以上深井、煤層氣井以及淺層稠油井等40余口井進(jìn)行了油層固井作業(yè),固井一次成功率100%,質(zhì)量?jī)?yōu)良率90.5%,達(dá)到了滿意的效果。

為解決玉門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。

利用經(jīng)表面改性的原料合成了一種新的實(shí)心減輕劑dj-2,并通過(guò)優(yōu)化降失水劑,增強(qiáng)了失水控制。結(jié)果表明,實(shí)心低密度水泥漿密度穩(wěn)定,失水量降低,實(shí)心低密度水泥石抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度分別較漂珠低密度水泥石高20%和11%(75℃,72h)。

作為西北油田的重要勘探開(kāi)發(fā)區(qū)塊之一,塔河油田托普臺(tái)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(shí)漏失嚴(yán)重,塔河10區(qū)及12區(qū)部分無(wú)二疊系井也漏失嚴(yán)重,增加了正常鉆進(jìn)難度,耽誤鉆井時(shí)效,可能誘發(fā)井下復(fù)雜事故,對(duì)油井后期固井等作業(yè)影響很大。設(shè)計(jì)優(yōu)選粉煤灰低密度水泥漿體系對(duì)二疊系進(jìn)行堵漏。該水泥漿體系密度1.60g/cm~3左右,抗壓強(qiáng)度6~8mpa,漏失嚴(yán)重時(shí)可在水泥漿中添加5mm、10mm纖維進(jìn)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(chǎng)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。

利用水泥漿進(jìn)行固井作業(yè)時(shí),當(dāng)遇到溶洞型碳酸、裂縫性地層時(shí)井漏的機(jī)率大大增加,導(dǎo)致固井質(zhì)量無(wú)法滿足要求,甚至固井失敗,而使用低密度水泥將可有效避免井漏情況的發(fā)生。

低壓易漏地層在固井過(guò)程中易發(fā)生漏失,因此低壓易漏地層固井要求降低水泥漿密度。介紹了一種能滿足低壓易漏地層的密度為1.20～1.50g/cm3低密度高強(qiáng)度水泥漿體系,該體系引入了一種根據(jù)緊密堆積理論開(kāi)發(fā)的增強(qiáng)材料drb-1s,drb-1s能夠使漂珠低密度水泥漿體系具有良好的穩(wěn)定性及密實(shí)性。低密度高強(qiáng)度水泥漿性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明:該水泥漿體系稠化時(shí)間易調(diào),失水量低于50ml,24h抗壓強(qiáng)度高于10mpa,體系穩(wěn)定,滿足固井施工要求。

高密度抗鹽水泥漿體系

lw是中海油服南海八號(hào)深水鉆井平臺(tái)承鉆的一口水深達(dá)561m的深水井。針對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(lái)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。

題示低溫低密度水泥漿用于海洋油藏深水井固井,填充的惰性氣體氣泡用物理和化學(xué)方法共同產(chǎn)生,所用外加劑大部分是專門研制的。對(duì)該體系的組成及原理作了一般性的說(shuō)明。詳細(xì)說(shuō)明了該體系的室內(nèi)制備方法。報(bào)道了水泥和主要外加劑的篩選結(jié)果。所選水泥為葛洲壩水泥廠生產(chǎn)的低溫高強(qiáng)水泥t5,水泥石7℃抗壓、抗折強(qiáng)度為28.7、4.8mpa?；瘜W(xué)發(fā)泡劑ins和inl反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)馐顾酀{發(fā)泡。促凝劑acl使水泥漿在-5℃凝固,緩凝劑rd可調(diào)節(jié)5℃稠化時(shí)間為4~8小時(shí),35℃時(shí)也可調(diào)。加入6%~8%降濾失劑jpo使水泥漿濾失量<20ml。加入5%增強(qiáng)劑gco使密度1.35g/cm3的泡沫水泥抗壓強(qiáng)度由8.14mpa增至10.41mpa。密度可調(diào)范圍為0.8~1.5g/cm3,在8mpa下仍可達(dá)1.48g/cm3。給出了水泥漿的配方:t5+90%海水+7%jpo+1%fly(分散劑)+0.8%acl+1.5%rd+35%lgt(減輕劑)+5%gco+1%sb(泡沫分散劑)+2%ins+1%inl。圖3表3參8。

火山灰水泥 第一節(jié)火山灰質(zhì)混合材料 凡是天然的或人工的含有以活性氧化硅、活性氧化鋁為主的礦物質(zhì)材 料,經(jīng)磨成細(xì)粉后與石灰加水混合,不但能在空氣中硬化、而且能在水中繼 續(xù)硬化者,都稱為火山灰質(zhì)混合材料。火山灰具有玻璃相和微晶相的兩重性 質(zhì)。 最初的火山灰是指火山爆發(fā)噴出地面的巖漿,因地面溫度低、壓力小而 聚冷生成的玻璃質(zhì)物質(zhì),如火山灰燼、凝灰?guī)r、浮石等。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)在石 灰中摻入火山爆發(fā)時(shí)噴出的“火山灰”后,不但能在空氣中硬化,而且也能 在水中硬化,獲得與一般水泥相似的水硬性質(zhì)。這說(shuō)明火山灰質(zhì)混合材料是 一種活性混合材,它可以作為硅酸鹽水泥的混合材料，制成火山灰質(zhì)硅酸鹽 水泥（簡(jiǎn)稱火山灰水泥）和粉煤灰硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥）。 一、混合材的化學(xué)成分及種類 真正的火山灰基本上是由少量晶質(zhì)礦物嵌入大量玻璃質(zhì)中所形成的， 玻璃質(zhì)或多或少的因風(fēng)化而變質(zhì)，其多孔性有似

漂珠復(fù)合低密度水泥漿的室內(nèi)研究與應(yīng)用

根據(jù)顆粒級(jí)配理論,優(yōu)選中空玻璃微球(hgs)為減輕劑,開(kāi)發(fā)研制出超低密度水泥漿體系,解決了常規(guī)超低密度水泥漿體系存在的如水泥石強(qiáng)度發(fā)展緩慢、水泥漿穩(wěn)定性差、失水難以控制等問(wèn)題,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)1.00g/cm3以下超低密度水泥漿體系的空白。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明:該體系的沉降穩(wěn)定性好、抗壓強(qiáng)度高、失水小、流變性能好,能有效防止氣竄,稠化時(shí)間可調(diào)且過(guò)渡時(shí)間短,一二界面固井質(zhì)量良好。

針對(duì)新疆陸東五彩灣區(qū)塊地層壓力系數(shù)低,井漏氣竄嚴(yán)重等特點(diǎn),研制出了一種適合于該區(qū)塊的低密度非滲透膠乳水泥漿體系。通過(guò)對(duì)水泥漿的抗氣竄性能評(píng)價(jià)表明,該水泥漿失水低,稠化過(guò)渡時(shí)間短,在形成水泥石后,相比常規(guī)水泥石,具有膠結(jié)強(qiáng)度大,脆性系數(shù)小,沖擊能力高,體積微膨脹,水泥漿防竄系數(shù)spn低等優(yōu)點(diǎn)。綜合評(píng)價(jià)該水泥漿具備很好的抗竄能力。

在塔北哈拉哈塘區(qū)塊固井作業(yè)中,由于二開(kāi)裸眼段長(zhǎng),揭開(kāi)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(guò)分析該區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn),根據(jù)水泥漿體的顆粒級(jí)配理論,優(yōu)化工藝,采用低密度高強(qiáng)度水泥漿封固了長(zhǎng)裸眼段。18口探井二開(kāi)長(zhǎng)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。

為了滿足長(zhǎng)封固段的固井要求,一般采用低密度+常規(guī)密度的水泥漿實(shí)施固井,從而較好的保證了深井的一次性封固。常用的低密度水泥漿體系有泡沫體系和漂珠體系。各有一定的應(yīng)用局限。擬研制一種稠化時(shí)間可調(diào),流動(dòng)性好,強(qiáng)度高的新型實(shí)心低密度水泥漿體系,本文通過(guò)對(duì)該體系配方合成的影響因素進(jìn)行分析與探究,為下一步實(shí)心低密度水泥漿體系的研發(fā)工作提供理論基礎(chǔ)。

二連油田阿南老區(qū)阿31-102井由于周圍生產(chǎn)井開(kāi)發(fā)政策不同,各套目的層壓力系數(shù)差別較大,高低壓儲(chǔ)層共存,壓力系數(shù)為0.8~1.4。鉆井過(guò)程中在1459~1670m井段累計(jì)發(fā)生7次漏失,共漏失鉆井液150m3,井漏時(shí)鉆井液密度1.31g/cm3。井漏同時(shí)也存在較嚴(yán)重的油水浸現(xiàn)象。為解決此問(wèn)題,在井溫低、水泥用量小的情況下,采用低密度防漏堵漏水泥漿體系固井。該水泥漿體系在降低水泥漿密度的同時(shí),在水泥中加入彈性防漏堵漏材料,以達(dá)到防止漏失及油水浸的雙重目的?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用施工順利,未發(fā)生漏失情況,36h后測(cè)井,固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì),滿足二連油田老區(qū)復(fù)雜儲(chǔ)層的低溫防漏固井要求。

漂珠低密度水泥漿在解決低壓易漏地層和低壓長(zhǎng)封固段固井中得到了廣泛應(yīng)用,為更好的掌握漂珠對(duì)低密度水泥漿性能的影響情況,通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,考查了攪拌速度對(duì)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(duì)不同細(xì)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(duì)低密度水泥石強(qiáng)度等影響規(guī)律,為漂珠低密度水泥漿的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供了借鑒作用。優(yōu)選出了綜合性能優(yōu)良的漂珠復(fù)合低密度水泥漿體系及配方,在塔河油田進(jìn)行了推廣應(yīng)用,取得了良好的固井效果。

6月21日，記者從海洋工程公司獲悉，這個(gè)公司在泡沫低密度水泥漿技術(shù)研究方面取得突破，將應(yīng)用于海上稠油熱采井固井作業(yè)。