泡沫水泥浆体系在胜利油田莱州湾区块的应用

固井作业过程中水泥石体积的收缩是影响固井质量的主要因素之一,而对固井工程而言,体积收缩常常引起界面胶结不良、层间封隔较差、地层流体外窜;由于水泥石内微裂缝的存在引起水泥石整体性能下降;抗渗透能力、抗腐蚀能力及抗压强度下降等。为在胜利油田油气井固井施工中达到提高第一、二界面,特别是提高第二界面固井质量的要求,基于膨胀水泥浆体系的研究基础上进行了晶格膨胀剂在油井固井施工中的研究及40口井的现场应用,取得了良好的经济和技术效益。

由于泡沫水泥浆具有密度低、强度高、防窜性能好等特点，它不仅适用于一般低压易漏地层，还适用于气层封固。新型泡沫水泥浆的研制，旨在研究出一种氮气发气剂和稳泡剂以及与其相配套的水泥外加剂，使其均匀地分散于水泥浆中而形成泡沫水泥浆。通过对泡沫水泥浆的制备方法和性能进行室内研究，优化了针对泡沫水泥浆的固井工艺技术。

为解决胜利油田开发中后期小间隙固井中存在的诸多问题,从水泥石的弹性和韧性等方面开发出了增韧纤维水泥浆。优选出了增韧纤维,评价了增韧纤维对水泥浆流变性、稠化性能、降滤失性能以及与其他添加剂配伍性能的影响。同时研究了纤维对水泥石的力学性能、渗透率、泊松比和弹性模量以及胶结强度的影响。结果表明,增韧纤维在适宜的加量和长度范围内对水泥浆流变性、稠化性能、失水性能的影响不大,但对水泥石的力学性能影响显著;在小间隙固井中,使用增韧纤维可以改善水泥环的韧性和弹性,防止窜流发生;增韧纤维水泥石的韧性(抗折强度)较原浆水泥石明显提高。该水泥浆体系在23口小间隙井或漏失井进行了应用,解决了现场固井技术难题。

结合冀东油田水泥外加剂使用现状,并根据冀东油田地质、固井特征,研发了有针对性的水泥浆体系。对该体系的主要外加剂一降失水剂、缓凝剂、减阻剂等进行了室内性能评价和配方优化。实验表明,该体系是水量低,稠化时间可调节,稠化曲线基本呈"直角",抗压强度较高,游离液含量小于1.4%。目前,该体系已经在冀东油田的不同区块的3口井得到应用,固井质量较好。

针对青海花土沟油田、油砂山油田低压油气井地层承压能力低,固井时易发生漏失的特点,固井时采用在漂珠水泥浆中加入fc系列发气剂配制成的化学泡沫超低密度水泥浆。试验结果表明,化学泡沫超低密度水泥浆强度高、稠化时间易于控制,并具有低污染和一定的堵漏性能,能使水泥浆井下密度降低至1.30～1.35g/cm3,井口密度降低至o.90～o.95g/cm3,提高低压易漏地层的封固质量,降低对产层的污染。在青海油田6口中、浅层低压易漏失油气井进行了应用,这6口井的漏失非常严重,但是固井质量为3口优质、3口合格,固井质量达到了原先的预想,表明该泡沫水泥浆较好地解决了青海油田浅、中层低压易漏失井的固井问题。化学泡沫超低密度水泥浆避免了固井补救措施造成的费用,而且节约了大量的机械设备购置资金和维修费用,具有较好的经济效益。

为解决玉门青西油田油层封固段长、多套压力层系共存、泥岩层的应力垮塌、封固段上下温差大、井径扩大率大等难题,研究开发了以空心漂珠、增强剂pzw-a、石英砂、tw200s、tw301、tw401、tw501为主处理剂,调配出密度为1.3～1.6g/cm3,循环温度为40℃～90℃的水泥浆体系,其稠化时间可调,抗压强度高,水泥浆失水量小,游离液为零,流变性能良好且水泥浆浆体稳定,水泥石密实,完全可满足青西油田开发的需要。

针对ksk油田固井中的油气水窜问题,开展了lx600胶乳防窜水泥浆体系研究工作,并进行了室内实验评价,认为水泥浆体系具有抗高温、低失水、沉降稳定性好、过渡时间短、直角稠化和防气窜等综合性能。lx600胶乳水泥浆体系在ksk油田应用了55口井,应用效果进一步表明,该水泥浆体系能够有效提高双界面胶结质量,解决固井中的油气水窜问题。

胜利油田水基废泥浆对生物影响的评价

早强防窜水泥浆在吉林油田的研究与应用

水泥浆封堵工艺广的泛应用与油田中后期开发过程中的套损井治理和产液结构的调整及层系的细分,是油田稳油控水的有力工具。本文根据该工艺在临盘油田的应用情况总结推荐的套挤控压法和预堵分段挤入法,对提高施工成功率具有一定的借鉴意义。

为了满足镇泾油田长封段固井质量,防止洛河水对生产套管的侵蚀和水泥浆返高达到分公司的固井要求,通过现场应用人工漂珠、微硅低密度水泥浆分析对比,优选出能封固低压易漏,具有防腐蚀的低密度水泥浆体系配方,解决了镇泾油田低压易漏长封固段的固井质量难题。

气窜严重是吉林油田浅层气井固井存在的一大技术难题,为此开发了浅层气井固井防窜水泥浆,该水泥浆具有流动性好、失水量低、稠化时间合适、过渡时间短和早期强度高等优点。开发的固井水泥浆,领浆中加入1.4%降失水剂jls和3%晶体膨胀剂kw-2,水泥浆失水量为16ml,稠化时间为130min,浆体spn值为1.07,24h水泥石的抗压强度和线膨胀率分别为20.5mpa和0.011%;尾浆中加入1.4%jls、3%kw-2和2%速凝早强剂zqj,水泥浆失水量为14ml,稠化时间为108min,浆体spn值为0.90,24h水泥石的抗压强度和线膨胀率分别为23.7mpa和0.003%。现场34口气井的应用实践证明,该防气窜水泥浆适合浅层气井的固井开发,固井合格率为100%,优质率为88.2%。

塔河油田十区、十二区及艾丁区块是中石化西北油田分公司的主力上产区块,该区块井深且多含有二叠系易漏地层,固井不同阶段发生漏失严重影响了固井质量。针对这一问题,从提高水泥浆的堵漏能力方面入手进行了研究,使用了一种高强有机聚合物单丝短纤维,将其加至水泥浆中可以提高水泥浆的堵漏效果。室内研究表明,堵漏纤维性能稳定,与水泥、外加剂以及水泥浆中各种外掺料有很好的相容性,将不同尺寸的堵漏纤维合理搭配加至水泥浆后有较高的承压能力,固井时能有效的起到堵漏作用。将研究成果进行了多井次的现场应用,水泥浆中加入堵漏纤维后有效防止或降低了固井时发生漏失,提高了固井质量。

gk13h井为塔河油田的一口开发水平井,采用套管射孔完井,目的层为凝析油气藏。分析了水平井套管安全下入问题,水泥浆顶替效率低问题,以及水平井固井对水泥浆综合性能的严格要求。通过采用刚性树脂旋流扶正器,owc-1l化学冲洗液及高粘高切加重隔离液,调整水泥浆的流变至平板流型等综合措施提高水泥浆的顶替效率,采用胶乳、非渗透复合水泥浆体系,严格控制水泥浆的自由液为0ml、api失水小于50ml、稠化过渡时间小于10min、沉降稳定性好等优异性能来提高水泥浆的防气窜能力,保证了水平井的固井质量。

为了预防洛河层水对油气井套管的腐蚀、提高油井使用寿命、解决易漏失和封固段长等技术难题,满足低成本开发的需要,提出使用加量少、价格相对便宜的外掺料膨胀珍珠岩来配制低密度水泥浆体系。对膨胀珍珠岩物理性能、化学成分进行了分析,并做了大量室内试验,确定了膨胀珍珠岩低密度水泥浆体系配方及性能参数,并在顺宁区块进行了5口井的现场试验。现场应用表明,该水泥浆体系性能稳定,水泥石抗压强度可满足现场施工要求,水泥浆体系成本明显低于其它体系成本,有较好的推广应用前景。

通过实验和分析表明,丁苯胶乳水泥浆体系优化的胶乳水泥浆配方弹性模量相比素浆降低42%,抗折强度提高28.2%,冲击韧性提高27.5%。较常规水泥浆在防窜性能、力学性能上均有大幅度提高。在塔河油田的应用取得良好效果。

绥中36-1油田属于衰竭油藏,长期的开采使地层压力系数降低,井下漏失问题一直是钻井和固井过程中的最大难题,为解决低压易漏井固井的难题,采用低密度高强度水泥浆体系固井。经现场应用表明,低密度高强度水泥浆通过合理调整外加剂的加量,水泥浆的稠化时间和其它性能可任意调节,在温度为40～90℃之间,密度为1.3～1.6g/cm3时,该水泥浆体系稳定,流变性能良好,抗压强度高,失水量低,游离液低,凝结成水泥石后体积不收缩,结构致密,渗透率低并有一定的防窜能力。该水泥浆有效地解决了低压易漏层油气井固井过程中的难点[1],保证了固井施工质量,固井合格率为100%。

丁苯胶乳水泥浆体系有利于提高油井水泥环的弹性和韧性。研究分析了丁苯胶乳水泥浆体系的特点,进行了设计和相关的配伍相容性试验。分别在沙30-7井、侧周15井等多个区块10口井应用于现场固井施工,取得了良好效果。

泡沫水泥固井是欠平衡钻井配套应用的主要技术之一。要想保证全过程的欠平衡状态,在固井时推荐使用泡沫水泥,而且,泡沫水泥浆在气体钻井、易漏地层钻井中得到了广泛的运用。泡沫水泥的静液柱压力是使用该水泥的关键参数,文章讨论了泡沫质量以及温度、压力对泡沫水泥浆密度的影响,推导出了泡沫水泥浆静液柱压力计算公式,利用该式可以方便地估算泡沫水泥固井时的静液柱压力,最后对计算结果进行了简要的分析。

以水泥、粉煤灰、生石灰、发泡剂、稳泡剂和水为原料,经化学发泡工艺,制备具有质轻、保温性好和环保节能等诸多优点的新型轻质多孔泡沫保温材料。设计单因素试验,研究不同发泡剂掺量、稳泡剂掺量和生石灰掺量对泡沫水泥保温材料性能的影响,确定材料的最佳配合比为:粉煤灰掺量为25%、水灰比为0.37、发泡剂掺量为4.5%、稳泡剂掺量为1.2%、生石灰掺量为1.5%。测试结果表明:此最佳配比下的保温材料的3d抗压强度为1.049mpa,3d抗折强度为0.608mpa,导热系数为0.067w/(m·k),其各性能均符合jg/t266-2011《泡沫混凝土》的要求。通过电子显微镜对泡沫水泥保温材料的内部微观形貌进行观测,研究试验原料影响保温材料的性能的相关作用机理。

地质概况哈萨克斯坦滨里海盆地为东欧地台东南边缘的古生代盆地,是前苏联陆上油气资源潜力最大的深层含油气盆地。该盆地位于哈萨克斯坦西部,位于里海北部,东西长1000km,南北宽500km,总面积约50×104km2。

哈萨克斯坦mynteke油田属典型的窄压力窗口固井地区,其上部有活跃的浅层气,下部地层破裂压力低,钻井液密度在1.05～1.10g/cm3范围内时仍有井漏发生。用常规低密度水泥浆固井后,水泥胶结较差,部分井口有冒气现象。为有效防止气窜,提高固井质量,研究出一种适合该区块的非渗透抗窜低密度水泥浆体系。该水泥浆体系具有低密度可调、流动性好、抗压强度高,失水低、稠化过渡时间短等良好的工程性能。通过室内实验和5口井的现场成功应用表明,非渗透抗窜低密度水泥浆体系能满足该地区浅层气窜和低压漏失的固井施工作业的需求。