复合纤维水泥浆在川东北钻井承压堵漏中的应用

新型复合纤维堵漏水泥浆体系的研究与应用 摘要：针对胜利油田河50区块的固井漏失问题，研究开发了出了一种新型 复合纤维堵漏水泥浆体系，该体系优选了一种以有机聚合物为原料、对表面进行 特殊工艺处理的高强有机聚合物单丝短纤维作为堵漏材料，在水泥浆中有很好的 分散。当堵漏纤维水泥浆进入漏层时可形成“滤网结构”，增加水泥浆体的流动阻 力，借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用，达到堵漏和提 高地层承压能力目的。 关键词：河50区块井漏复合纤维水泥浆性能现场应用 胜利油田河50区块位于东营凹陷中央隆起带西段，属于典型的低压渗漏地 层。该区块整体开发了20多年，现已进入高含水开发期，导致地层压力波动、 敏感，钻井、固井过程易漏失，钻井和固井技术都存在着诸多技术难题。由于该 区块地质结构比较复杂，二开的裸眼段存在两套压力系统（上部1800～2000m 压力系数

在渗漏型地层和诱导裂缝性地层固井时,水泥浆低返是各油气田急需解决的一项难题。从材料学角度出发,开发出了一种可承压延时吸水膨胀材料drf,其核心组分为经过表面改性和化学接枝处理的棒状及球状高分子吸水膨胀树脂。评价了drf承压堵漏水泥浆的常规固井施工性能和堵漏能力,分析了其作用机理。实验结果表明,drf具有一定的降失水功能,使浆体游离液为0,水泥石渗透率降低72%,通过配合使用稳定剂,可提高水泥浆的沉降稳定性;drf承压堵漏水泥浆能在0.7～6.9mpa的压差下封堵不同粒径石英砂模拟的微渗漏和大孔洞型渗漏性漏失,对2mm以下的裂缝性漏失也具有较好的堵漏能力。

at16井是布置在沙雅隆起哈克库勒凸起东南斜坡带的一口探井,设计井深6621m,钻进至5071.80m后,进行承压堵漏,前后经过6次桥浆堵漏施工,达到了承压1.73g/cm3要求。在对盐膏层进行扩孔时发生失返性漏失,在盐下层使用中强度凝结型堵漏技术、中强度高桥塞堵漏技术对该井堵漏施工三次,成功封堵两个主要漏层(4100m、5263m),达到设计当量密度1.73g/cm3,满足下部施工要求。现场应用证明,新型承压堵漏技术满足了at16井盐下层位承压堵漏的要求,该技术具有良好的抗盐、抗温性能,携带能力强,具有良好的流动性能,填充加固能力强。胶结特性强。凝固强度、凝固时间可调。施工工艺安全快速。在堵漏施工过程中,快速调整堵漏液性能,适合盐层高温井长裸眼漏失井段及不同压力层系井段的承压堵漏施工。

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。

焦石坝龙马溪组非常规页岩气开采是中石化集团公司涪陵页岩气产能示范区开发的重点建设项目,首批非常规页岩气水平井水平段以油基钻井液钻进为主。该区块已发现多处易漏地层,水平段漏失情况尤其复杂,不仅加大了施工难度,更增加了钻井成本。为有效解决水平段油基钻井液堵漏难题,室内研究开发了一种水平井油基钻井液水泥浆堵漏技术,该技术的特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆,其与现场油基钻井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题。实验室对该堵漏水泥浆性能进行了系统研究,结果显示,该堵漏水泥浆密度、稠化时间和抗压强度均可调,具有沉降稳定性好、流动能力强的特点。试验结果充分说明,该水泥浆堵漏技术在油基钻井液水平段裂缝堵漏中具有广阔的应用空间。

川东北地区地层裂缝和孔洞发育,且以纵向裂缝为主,漏失层位多,钻井过程中经常发生井漏,同时由于两个或多个压力系数相差较大的地层并存于同一裸眼井段,钻开高压气层前的承压堵漏及固井施工前的承压堵漏工作难度大,周期长。分析了目前国内外堵漏技术的机理,提出了有效解决川东北地区井漏的处理方法和堵漏措施,包括:严把设计关,合理设计井身结构、水泥浆密度和地层承压要求;加强技术交流,相互借鉴,提高川东北地区的防漏堵漏和承压堵漏整体水平;利用专业化公司,采用堵漏新技术、新工艺,提高堵漏成功率。以双庙101井和马2井为例,介绍了川东北地区井漏的特征及相应的防漏、堵漏、承压堵漏技术措施,并对该地区承压堵漏技术的发展提出了建议:开发或引进抗压强度高于12mpa以上、抗温高于120℃的桥堵材料,对承压要求高的多段漏失地层采用纤维水泥或膨胀性高强度可固化凝胶分段堵漏,制定出适合不同井漏的堵漏施工方案和工艺技术等。

针对川东北地区地质构造复杂、钻探过程中恶性漏失多的情况,研究开发了新型承压堵漏剂,并形成了适用于该地区漏失特点的堵漏工艺技术。新型承压堵漏剂在传统桥接堵漏单纯架桥、填充的基础上,引入具有较强吸水弹塑变形功能的聚合物弹性颗粒sd-1。sd-1进入漏层后,自身体积持续膨胀,且膨胀体具有很好的弹性,兼具膨胀填充和挤紧压实的作用,使堵漏剂具有较好的强化堵漏作用。室内评价实验结果表明,sd-1对钻井液的黏度及切力影响不大,且有一定的降滤失作用;对不同渗透性的砂层及岩心,均具有较好的封堵效果。在川东北的河坝1井和河坝2井的应用结果表明,新型承压堵漏剂安全系数高、可操作性强,具有封堵能力强、候凝时间短的特点。

钻井用剂水泥浆2019

在钻孔作业过程中经常会遇到各种复杂地层,如果造成钻孔事故,会给施工带来重大的经济损失而且拖延工期,本文通过工程实例详细阐述了如何应用水泥浆灌注工艺解决复杂地层的钻进难题,并介绍了水泥浆的灌注方法及操作流程,总结出了灌注水泥浆的技术要求,对钻孔护壁堵漏工作有一定的借鉴意义。

低承压地层是由于特殊岩性的形成、压实过程中,未能形成良好的胶结和密闭构造,在后期地质运动中,发生岩变,导致地层承压能力较低,易发生井漏、井塌等风险,还可能造成油气储层的破坏。大港油田官962-17断块位的沙河街组的生物灰岩、玄武岩、中生界安山岩岩体发育地层,为典型低承压地层,钻井中常出现严重漏失；本文针对该区块低承压地层井漏状况和发生井漏的原因进行了分析,依据官962-17断块生物灰岩、玄武岩、安山岩地层特性,在官962-17断利用雷特高承压堵漏剂的现场试验,取得很好的效果。

介绍了川东北地区钻井废弃物的来源、所含主要污染物、处理方法。阐述了川东北地区废弃物固化处理原理、施工工艺、固化剂组成及技术特点、固化处理效果。

新疆塔里木盆地英买力地区是西气东输工程重点供气区之一。由于同一裸眼井段内存在两套差异很大的压力系统,钻井过程中经常发生井漏,给盐膏层井段钻井、下入9-5/8"+10-3/4"复合套管、固井施工带来很大安全。本文详细阐述了该地区盐下井井漏特点、井漏原因、堵漏难点,提出了应用桥堵工艺解决该地区普遍存在的井漏问题,并对承压堵漏施工中应注意的技术问题提出建议。

通过实验方法筛选出能提高固井质量和油井寿命的复合型早强剂水泥浆体系,保证了水泥浆形成早期强度,有效控制失水量,改善水泥浆流变性能,利于紊流顶替。经过现场试验证明该项研究成果完全能够满足现场施工要求和提高固井质量要求。

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。

塔河油田部分地区二叠系火成岩易坍塌,易漏,地层孔隙压力通常在1.1-1.15g/cm3范围,正常钻进时钻井液密度一般为1.2-1.3g/cm3,一般增强钻井液的封堵能力可以安全钻过该地层,但是部分地区的二叠系火成岩裂缝发育较好,联通,在钻进过程还是会发生井漏,有些地区钻进时不漏,但在后续施工中发生了较多的井漏。本文通过对二叠系漏失原因分析和堵漏方式的对比分析,提出了采用fcl纤维复合承压堵漏技术,并在现场应用中取得了良好的效果。

胜利油田存在众多的低渗透区块,利用常规手段难以进行有效地开发,为此,一般采用水平井固井后射孔加大型压裂的完井工艺,而固井质量又是其中至关重要的因素,直接影响到后期压裂的效果。目前,水平井的固井质量普遍不高,其主要原因在于:一方面,水平段套管在重力作用下偏向下井壁,导致注水泥后形成的水泥环薄厚不均,严重影响了固井质量;另一方面,若水平井段的水泥浆存在析水,则析出水聚积于井眼上侧,从而造成窜槽现象。为了解决水平井固井中存在的这些问题,采用复合水泥浆体系并结合其它辅助手段进行施工,明显提高了油层段固井质量。对复合水泥浆体系进行了实验室研究和现场试验,其结果表明:复合水泥浆体系较常规水泥浆具有的低失水、流变性好、体系稳定、防窜性能强、韧性高的优点,能够有效的应用于水平井固井作业,保证低渗油藏后期开发对固井质量的需要。

小井眼井由于井径小,环空间隙小,在进行固井时存在许多难点.在所有难点中,最为突出的就是对水泥浆标准的要求.本文重点研究了小井眼固井的技术难点和关键技术,以及对水泥浆性能体系的要求,并构建小井眼固井水泥浆体系,从而使其各项性能均满足小井眼固井对水泥浆性能的要求.

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8~1.4。钻井过程中在1459~1670m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3。井漏同时也存在较严重的油水浸现象。为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井。该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的。现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求。

黏土水泥浆堵漏液在长距离河流穿越工程中的应用——武汉天兴洲长江大型河流穿越铺管工程是一项典型、重大的水平定向钻井工程，该工程穿越地层复杂．以扮砂土和砾石为主，孔隙、裂隙发育。施工中较为突出的问题是垮孔、漏失严重。应用黏土水泥浆进行了护壁堵漏。...

作为西北油田的重要勘探开发区块之一,塔河油田托普台区块大部分井存在二叠系,井深4500~5200m,厚度50~300m,在钻遇二叠系时漏失严重,塔河10区及12区部分无二叠系井也漏失严重,增加了正常钻进难度,耽误钻井时效,可能诱发井下复杂事故,对油井后期固井等作业影响很大。设计优选粉煤灰低密度水泥浆体系对二叠系进行堵漏。该水泥浆体系密度1.60g/cm~3左右,抗压强度6~8mpa,漏失严重时可在水泥浆中添加5mm、10mm纤维进行复合堵漏,纤维在裂缝中架桥,形成空间网状结构,提高堵漏效果。该水泥浆体系在现场多口井的堵漏作业表明,能有效地提高地层承压能力,大大缩短了钻井周期,为后期钻井及固井施工创造了有利条件。

武汉天兴洲长江大型河流穿越铺管工程是一项典型、重大的水平定向钻井工程,该工程穿越地层复杂,以粉砂土和砾石为主,孔隙、裂隙发育,施工中较为突出的问题是垮孔、漏失严重。应用黏土水泥浆进行了护壁堵漏。通过实验和现场实践证明,黏土水泥浆具有流动性好、抗渗性强、抗冲刷力强、稳定性高等突出特点,能够胶结碎石,有效地稳定、封堵住不稳定漏失地层,防止了孔内事故的发生。

玉门青西油田属于裂隙性油藏,由于井深、封固段长、多套压力体系共存、井眼条件较差、温度高及封固层段上下温差大等问题,固井难度较大。前期采用常规加砂水泥浆体系,虽基本解决了完井固井质量问题,但对油层污染较大,后引进低密度水泥浆体系,固井质量优质率达85%以上,油藏采收率得以大幅提高,应用效果良好。