微细水泥漂珠低密度水泥浆体系的研制

漂珠低密度水泥浆在解决低压易漏地层和低压长封固段固井中得到了广泛应用,为更好的掌握漂珠对低密度水泥浆性能的影响情况,通过室内实验研究,考查了搅拌速度对漂珠低密度水泥浆密度的影响情况,分析了不同压力条件下对不同细度的漂珠低密度水泥浆密度及其水泥浆流变性能的影响规律,研究了漂珠对低密度水泥石强度等影响规律,为漂珠低密度水泥浆的现场应用提供了借鉴作用。优选出了综合性能优良的漂珠复合低密度水泥浆体系及配方,在塔河油田进行了推广应用,取得了良好的固井效果。

低密度固井水泥浆技术

胜利油田对矿渣低密度水泥浆固井技术通过近两年的室内试验,研究出适合胜利油田的矿渣低密度水泥浆固井技术,对解决胜利油田低压易漏井固井和提高固井质量有重要的现实意义。文中着重介绍了矿渣膨润土低密度水泥浆的配比优选,浆体性能的优化及矿渣水泥浆的应用等。

高密度抗盐水泥浆体系

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。

常规低密度水泥浆固井中存在水泥石抗压强度低、水泥浆游离液含量大、浆体稳定性差等突出问题,满足不了油层固井需要。为保护油气层、提高固井质量,通过深入研究,从筛选和优化水泥、外掺料及配伍外加剂入手,开发了高强度低密度水泥浆体系;并通过采取新工艺、强化技术措施,有效解决了油层固井中遇到的一系列问题,在中国科探1井、4000m以上深井、煤层气井以及浅层稠油井等40余口井进行了油层固井作业,固井一次成功率100%,质量优良率90.5%,达到了满意的效果。

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。

红032井区是2009年新疆油田公司重点产能建设区块。文中通过对红032井区地质情况的简介,并结合该区块的固井特点,选用了目前比较成熟的微珠低密度水泥固井工艺,同时较为详细的阐述了微珠低密度固井工艺中的水泥浆配方及水泥外加剂作用机理,通过优选固井工艺技术措施,确保了固井质量,并由此提出了几点认识及建议。

lw是中海油服南海八号深水钻井平台承钻的一口水深达561m的深水井。针对lw井深水井表层固井面临低温、表层压力窗口窄、容易漏失等技术难题,采用了中海油服油田化学事业部自主研发的深水表层固井低密度高强度水泥浆体系,该水泥浆体系具有密度低,首浆密度达到1.35g/cm3,良好的低温早强效果、失水量小、稠化时间易于调整,水泥浆体系稳定等优点。lw的现场应用证明,该深水表层低密度水泥浆体系满足了深水表层固井现场施工的要求,能很好解决海洋深水、超深水表层压力窗口窄、容易漏失等难题,可在未来深水、超深水井固井作业中推广应用,标志着中海油服深水固井顺利突破500m作业水深。

题示低温低密度水泥浆用于海洋油藏深水井固井,填充的惰性气体气泡用物理和化学方法共同产生,所用外加剂大部分是专门研制的。对该体系的组成及原理作了一般性的说明。详细说明了该体系的室内制备方法。报道了水泥和主要外加剂的筛选结果。所选水泥为葛洲坝水泥厂生产的低温高强水泥t5,水泥石7℃抗压、抗折强度为28.7、4.8mpa。化学发泡剂ins和inl反应产生氮气使水泥浆发泡。促凝剂acl使水泥浆在-5℃凝固,缓凝剂rd可调节5℃稠化时间为4~8小时,35℃时也可调。加入6%~8%降滤失剂jpo使水泥浆滤失量<20ml。加入5%增强剂gco使密度1.35g/cm3的泡沫水泥抗压强度由8.14mpa增至10.41mpa。密度可调范围为0.8~1.5g/cm3,在8mpa下仍可达1.48g/cm3。给出了水泥浆的配方:t5+90%海水+7%jpo+1%fly(分散剂)+0.8%acl+1.5%rd+35%lgt(减轻剂)+5%gco+1%sb(泡沫分散剂)+2%ins+1%inl。图3表3参8。

根据颗粒级配理论,优选中空玻璃微球(hgs)为减轻剂,开发研制出超低密度水泥浆体系,解决了常规超低密度水泥浆体系存在的如水泥石强度发展缓慢、水泥浆稳定性差、失水难以控制等问题,填补了国内1.00g/cm3以下超低密度水泥浆体系的空白。室内实验和现场应用证明:该体系的沉降稳定性好、抗压强度高、失水小、流变性能好,能有效防止气窜,稠化时间可调且过渡时间短,一二界面固井质量良好。

漂珠低密度水泥浆由于密度低、强度高、体系稳定而在油田低压易漏层及低压油气层长封固段固井作业中获得了广泛的应用。但近年来,由于漂珠的产量越来越少,油田低成本要求急需开发代替漂珠的新型减轻材料,以满足配制低密度水泥浆的需求。开发了bcl-10s低密度混合减轻材料,其物化性能与漂珠相当,用它作减轻剂配制的低密度水泥浆性能与用漂珠作减轻剂配制的低密度水泥浆性能相媲美,并已经在长庆油田获得了应用。

高密度抗盐水泥浆体系 (2)

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。

在塔北哈拉哈塘区块固井作业中,由于二开裸眼段长,揭开产层后地层压力系数低,存在裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层,采取常规密度水泥浆固井,极易诱发井漏,导致固井失败。通过分析该区块地质特点,根据水泥浆体的颗粒级配理论,优化工艺,采用低密度高强度水泥浆封固了长裸眼段。18口探井二开长裸眼段水泥浆返高全部合格,缩短了钻井周期,提高了固井质量。

文章以一种广泛应用的天然类火山灰为主要减轻材料,辅以其它硅质材料,根据粒度级配和优化原理,配合新开发的早强剂,设计出密度可在1.35～1.60g/cm3范围内变化,适合低压易漏地层固井作业的新型低密度水泥浆体系。室内实验表明:该体系具有悬浮稳定性强、滤失量低、水泥石早期抗压强度较高、成本低廉、且浆体密度受压力影响较小等特点。克服了常规低密度水泥浆早期强度低和漂珠低密度水泥浆体系受压力影响较大的缺点,具有良好的工程应用前景。

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。

针对目前低密度水泥浆抗压强度偏低,无法满足封固生产套管的不足,在分析低密度水泥浆配制关键技术的基础上,通过优选合适的中空微珠减轻剂、研制高性能促凝剂和选择合理的dinger-funk方程紧密堆积计算模型,开发出密度1.30～1.50g/cm3高强低密度水泥浆hplc体系。测试结果表明,hplc体系无游离液、浆体稳定、流变性好、api失水量≤37ml/30min、稠化时间满足施工要求、低温早强和水泥石抗压强度高等优异性能,完全能够满足封固生产套管的抗压强度要求,有助于通过低压固井来实现保护油层目的。

利用水泥浆进行固井作业时,当遇到溶洞型碳酸、裂缝性地层时井漏的机率大大增加,导致固井质量无法满足要求,甚至固井失败,而使用低密度水泥将可有效避免井漏情况的发生。

为了满足长封固段的固井要求,一般采用低密度+常规密度的水泥浆实施固井,从而较好的保证了深井的一次性封固。常用的低密度水泥浆体系有泡沫体系和漂珠体系。各有一定的应用局限。拟研制一种稠化时间可调,流动性好,强度高的新型实心低密度水泥浆体系,本文通过对该体系配方合成的影响因素进行分析与探究,为下一步实心低密度水泥浆体系的研发工作提供理论基础。

6月21日，记者从海洋工程公司获悉，这个公司在泡沫低密度水泥浆技术研究方面取得突破，将应用于海上稠油热采井固井作业。

常用的低密度减轻材料漂珠产量较少、货源紧缺,单一的漂珠作为减轻剂导致生产成本高,因此优选了一种成本低、来源广的减轻材料-改性膨胀珍珠岩。提出在漂珠低密度水泥浆中复配部分改性膨胀珍珠岩的方案。室内实验评价结果表明,该体系密度在1.45g/cm~3～1.60g/cm~3可调,水泥浆具有良好的沉降稳定性、流变性,且失水量少、早期强度高等特点。对比同一密度下,采用部分改性膨胀珍珠岩复合漂珠的低密度水泥浆与单一的漂珠低密度水泥浆相比,在性能差别不大的情况下能有效的降低成本。该体系在现场应用6井次,固井电测解释表明,水泥浆返高能达到设计要求,而且固井质量优质,能够满足油气层段开采需求。