增韧纤维水泥浆胜利油田小间隙井应用

以往胜利油田以东营凹陷沙三中下地层的油藏勘探开发为主,而孔店组、古潜山勘探程度极低,是目前及今后进一步勘探开发的重点对象,而沙四段以下都存在盐膏层,完钻井深都大干4000m,随着井深增加地温越来越高,对水泥浆提出了更高的要求。为保证顺利施工,提高固井质量,必须优选水泥外加剂和调整相适应的高温抗盐体系。经过对外加剂进行筛选,最后选择了河南省卫辉市化工有限公司的系列外加剂,并调配成高温抗盐水泥浆体系以适应150-180℃的井温。该体系在高温下具有良好的稠化性能,稠化曲线呈直角;抗盐性能好,随着盐加量的增大,稠化性能变化不大;抗压强度高。该水泥浆体系成功地完成了胜利油田重点探井郝科1井、丰8井、王古1井和王46井的固井任务。在孔杏组二段的深层发现了含油烃源岩,拓展了东营凹陷的油气勘探空间。

为修补破损的水泥环和套管,研制了以纤维材料和颗粒剂为主要材料的两种复合增韧剂csdl-1和csdl-2,给出了配方。将增韧剂掺入g级油井水泥,按水灰比0.44配制成两种增韧水泥浆,在80℃下其初凝时间分别为11~12小时和8~9小时,终凝时间分别为18小时和14小时,均可适当调整,在淡水和盐水中,在室温自由养护、60℃高压养护,三轴应力养护后的抗压强度均大于24mpa,其胶结强度高,随温度升高(20~100℃)边疆增大。断裂面电镜照片表明纤维材料减缓了裂纹的扩展。介绍了用该增韧水泥浆成功修补两口套损井的情况。

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。

胜利油田莱州湾区块地层承压能力低,易发生井漏,井底温度低,储水源丰富,且水中含有大量腐蚀性离子,严重影响水泥浆的稳定性,固井质量难以控制。阐述了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。制备方法是先将一定量的发气剂swpm-1干混于水泥中,用清水配制非泡沫水泥浆(密度控制在1.85～1.90g/cm3),方法同api标准,然后将制好的非泡沫水泥浆在低速下(4000r/min)再搅拌10s,同时加入一定量的发气剂swpm-2和稳泡剂swpm-3,则可制成泡沫水泥浆。同时,泡沫水泥浆具有密度低、强度高、防窜性能好、水泥浆造价低等特点,在胜利油田莱州湾区块的应用情况证明,通过采用新型泡沫水泥浆体系,解决了该地区固井技术难题,现场固井68口,固井质量均达到优质。

由于小井眼环空间隙小的特点,小井眼固井较常规井眼固井有更大的难度,对水泥浆提出了更高要求。文中研究了由改性纤维xw-5构建的密度为1.50,1.85,2.00g·cm-3的水泥浆的性能。结果表明,该水泥浆流变性好,滤失量控制良好,浆体稳定性好,稠化过渡时间短,早期抗压强度高,抗冲击功和抗折强度高,且具有很好的防漏效果,能够满足小井眼固井要求。

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。

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。

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。

对于小井眼固井来说,由于环空间隙小、水泥环薄,就要求水泥石具有良好的韧性,以承受射孔、油气层改造等工程作业的冲击力。本文研究了5种增韧剂对水泥石力学及水泥浆流变性的影响,优选出改性聚丙烯纤维xw-5增韧材料,当其掺量为1%以上时,能够有效提高水泥石韧性。对由改性聚丙烯纤维xw-5构建的密度为1.50、1.85和2.0g/cm3水泥浆性能进行的研究表明,该水泥浆的流变性、滤失量控制、浆体稳定性等均较好,且早期抗压强度高,稠化过渡时间短,具有很好的防漏效果,能够满足小井眼固井要求。

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%。

胜利油田水基废泥浆对生物影响的评价

长庆油田陇东地区是鄂尔多斯盆地致密砂岩油藏开发的主战场。先注后采、水平井规模开发和多级分段体积压裂是该地区增储上产的主要技术措施。同时也为配套固井技术提出了新的挑战。大型分段压裂会对常规水泥环造成很大的破坏作用,进一步加剧了油、水窜现象,直接影响油井后续的投产效果,因此防止环空窜流,不仅要考虑到水泥浆的防窜性能,还要考虑到改善水泥石力学性能的问题。针对上述难题,开发了增韧防窜水泥浆体系,该体系可有效改善水泥石力学性能,提高水泥浆的防窜能力,优化了固井工艺,形成了适用于该地区致密砂岩油藏的配套固井技术,取得了很好的应用效果。

早强防窜水泥浆在吉林油田的研究与应用

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。

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。

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。

水平２井是胜利石油管理局继埕科１井及水平１井之后设计的一口“一井双探”水平井，对设计和施工提出了更高的要求，在国内尚无先例。该井实际完钻井深２９４７ｍ，井底水平位移１１６４．２８ｍ，水平段长达９０１．４３ｍ（创全国纪录）。本文简要介绍了该井的设计与施工概况，建立了水平井双增轨道设计模式，给出了求解轨道基本参数的计算公式，总结分析了该井井眼轨迹控制技术和主要钻探成果。

水平２井是胜利石油管理局继埕科１井及水平１井之后设计的一口“一井双探”水平井，对设计和施工提出了更高的要求，在国内尚无先例。该井实际完钻井深２９４７ｍ，井底水平位移１１６４．２８ｍ，水平段长达９０１．４３ｍ（创全国纪录）。本文简要介绍了该井的设计与施工概况，建立了水平井双增轨道设计模式，给出了求解轨道基本参数的计算公式，总结分析了该井井眼轨迹控制技术和主要钻探成果。

马2井为四川盆地川东北通南巴构造带马路背构造上的第一口预探井,不可预见的因素较多,存在钻遇超高压油气层的可能性。要求每钻开一个产层前,必须对上部裸眼进行承压堵漏试验,在使用核桃壳、锯末、聚合物堵漏剂、非渗透封堵剂、凝胶等材料堵漏后,地层承压仍然不能满足设计要求。选择复合纤维水泥浆体系,优选复合纤维的长度、分布、比例,通过不同长度、不同性能的纤维结网架桥,水泥颗粒充填固化并形成一定强度,取得较好的封堵效果,地层承压当量密度由1.76g/cm3提高到2.11g/cm3。保证了继续安全钻进。实践证明,复合纤维水泥浆体系可以有效堵漏并较大地提高地层的承压能力。

针对胜利海上油田垦东区块垦东891井二开在钻遇明化镇组时发生坍塌现象(800~1200m)和封固段长、循环压耗高的特点,文章主要作了如下几方面的工作:分析了该井固井技术难点,优选配套的复合纤维防漏增韧水泥浆体系,应用了配套的完井管串结构。现场固井结果表明,复合纤维增韧水泥浆具有过渡时间短,稠化时间可调,水泥石致密,抗压强度高,流动度高,具有良好的防漏性能。电测结果显示,该井固井质量合格,满足了后续勘探开发的需要,该井所采取的一系列固井工艺措施在垦东潜山披覆构造带北部斜坡带垦东89断鼻构造低部位具有较好的推广应用价值。

针对庆深气田深井气井防气窜固井的需求,在胶乳水泥浆基础上,通过加入纤维和膨胀剂研制出了微膨增韧胶乳防气窜水泥浆。用冲击功实验和水泥浆膨胀仪对纤维和膨胀剂的适宜加量进行了优选。性能评价结果表明,加入0.5%纤维和1.5%~2.0%膨胀剂,对水泥浆的流动度、游离液、失水无影响,但提高了水泥石抗压强度;该水泥浆具有理想的直角稠化曲线,有利于防止气窜的发生,而且稠化时间可调。该水泥浆在庆深气田4口深井气井中进行了试验应用,4口井均没有发生气窜且固井质量好,表明,该水泥浆能够满足深井气井固井施工的要求。