固井水泥浆体系
固井水泥浆体系
常规固井水泥浆体系中温
超高温
高温高抗盐固井水泥浆体系
中高温高抗盐高温高抗
盐
固井水泥浆体系
系
?中温固井水泥浆体系适用温度范围≤120℃
?高温固井水泥浆体系抗高温性能优秀，适用温度范围≤160℃
?超高温固井水泥浆体系抗高温性能突出，是目前少有的可抗温度至200℃左右的水泥浆体系，适用温
度范围＜200℃
高水泥浆固井
?既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高密度等特殊条件下复杂井的固井
?具有优良水泥浆体系性能的可广泛使用的水泥浆体系?具有配伍性好、浆体各性能稳定、各种性能都很容易调节的优点，能够真正做到“低失水、低析水、高强度、浆体稳定、流变性能和稠化时间好调节”
?解决了固井工程中常需要提高顶替效率、需要防止油气水窜、需要低密度或高密度固井、需要适当的触变
性等问题
20LM、减阻剂WD-30LM组成。
?高温体系由降失水剂WD-10LH 、缓凝剂WD-20LH、减阻剂WD-30LH组成。
?超高温体系由降失水剂WD-10LSH 、缓凝剂WD-
20LSH、减阻剂WD-30LSH组成。
的各种需求。
?另外还有消泡剂WD-60L、隔离剂WD-100S、
冲洗剂WD-110S等辅助固井制剂。
?中高温高抗盐体系适用温度范围≤130℃
?高温高抗盐体系抗高温性能突出，是目前少有的可抗温度至200℃左右的抗盐水泥浆体系，适
用温度范围＜200℃
?既可用于常规密度一般条件下固井，也可用于低密度、高密度等特殊条件下复杂井的固井?解决深井和超深井及盐膏层固井对水泥浆提出的非常规要求
?适应现代固井技术发展的一种全能型水泥浆外
加剂体系
?中高温高抗盐体系由降失水剂WD-11LM 、缓凝剂WD-21LM、减阻剂WD-31LM组成。?高温高抗盐体系由降失水剂WD-11LH 、缓凝
剂WD-21LH、减阻剂WD-31LH组成。
高抗盐固井水泥浆体系组成
?防气窜剂WD-50S、浆体稳定剂WD-70S、早强剂WD-80S、增塑剂WD-90S等辅助性能调节剂，也同样适用于该体系，能满足现场固井对水泥浆提出的各种要求。
?消泡剂WD-60L、隔离剂WD-100S、冲洗剂WD-110S等辅助固井制剂，能全面提供固井水泥浆服务。
GT-11系列抗高温耐盐聚合物降失水剂通过对水泥颗粒和水分子吸附水化作用，在水泥颗粒周围形成强化水
化膜，促进水泥浆的稳定和护胶作用，从而有利于致密
泥饼的形成，达到抗高温耐盐降滤失之目的，高温和高
含盐条件下都能良好应用。
缓凝剂中的超强吸附基团强力吸附在水泥颗粒的表面，形成致密的保护层防止水分子自由进出水泥颗粒表面层，
降低了水化速度；同时缓凝剂分子对水泥水化后产生的
Ca2+有很强的螯合能力，阻碍了水化产物微核的生长，亦
达到了抑制水化的目的；从而具有高效缓凝作用。
通过调节水泥颗粒表面电荷，有效地分散水泥颗粒的胶结结构，改善水泥浆的流变性，以实现低压紊流地泵注水泥浆，提高顶替效率
和固井质量。
（三）高抗盐固井水泥浆体系主要技术指标40~200℃1
抗温适应范
围宽2抗盐能力强半饱和、
饱和盐水3API 失水< 50ml 微量或零4游离液小5水泥石抗压
强度
>14MPa （24h ）,
温差达60℃的顶部
强度依然较高
7浆体稳定性较好浆体流变性好，在温度至180℃时浆体依然稳定
没有沉降
流变性能和稠化时间流变性能和稠化时间好调
节；缓凝剂加量线性关系较
好；曲线直角稠化性好6
8
适用范围较宽
可在淡水和盐水水泥浆中广泛使用
常规密度固井、加漂珠低
密度固井、深井、气井的防油气
水窜的高密度固井
9
密度调节范围广
10
配伍性好、可调性强
适用于各种水泥
谢谢
低密度水泥浆固井技术探讨
低密度水泥浆固井技术探讨 （大庆钻探钻井生产技术服务二公司，吉林松原138000） 低密度水泥浆固井技术的基本原理就是利用水泥浆的低密度性质，发挥通过和填充性，对油井的周围进行有效的填充和密闭，由此保证油井的安全。在低密度水泥浆的发展过程中，其比例设计和添加剂的合理使用成为了其发展的主要推动力，而且增加了强度的低密度水泥浆也在实际的应用中获得了成功。 标签：低密度水泥浆；配比设计；应用优势 1 低密度水泥浆固井思路 随着研究层面的拓展，微观力学和宏观力学的研究进一步通过密集堆积的理论，明确了用颗粒材料粒径大小分布调整来提高其宏观力学特性可能。其原理就是通过对混合物质内的固体粒径的大小和分布状况的调整，使之合理分配和混合，让水泥浆的体系具备更加优良的填充效果，而且让各种粒径的材料实现更好的密集堆积效应，增加水泥浆更多的固相，由此增加水泥浆的性能指标。这时低密度高强度水泥浆就应运而生了。其组成不仅仅考虑到了原料的物理性能，也考虑到了水泥浆化学特性。 2 低密度水泥浆的配备设计 在试验的过程中发现，低密度水泥浆的试验效果降低，尤其是强度的变化差异的主要原因就是，高速度的剪切和破碎对水泥造成的影响。因此在低密度水泥的配备的时候，应当控制搅拌器的转速，控制在4000转每分钟，并控制搅拌的时间，这样就可以达到较为理想的试验效果。 研究人员为了使得整个水泥浆系统达到应用的标准，并提高效果，在试验中已经形成了一个系列化的密度配合方案，基本配比的组合形式为：G级石油井水泥，粉煤灰、漂珠、增加稳定剂、水。在实际的应用中通过改变材料的比例和水量来实现对水泥浆密度的调整。按照上面的组合形成的不同密度的水泥浆都可以实现固井要求，例如：试验中采用的60%水泥、25%粉煤灰、15%漂珠、2%外加剂，水：灰7:3，这样产生的水泥浆密度为1.43g/cm。并且利用这一密度的水泥浆对某油田的3口油井进行加固处理，在施工结束后的检测中得到了较好的胶结数据，胶结良好的段占整个井的80%以上。 3 低密度水泥浆的固井技术特性 3.1 低密度水泥浆的稳定性提高 低密度水泥浆在研究和发展中已经逐步过渡到低密度高强度的材料特性上，因此整个水泥浆的体系的沉降稳定性更好，这主要是来自于增强剂的添加，其中
HD28井超深井低密度水泥浆固井技术
HD28井超深井低密度水泥浆固井技术 HD28井是塔里木油田塔北项目部沙雅县境内的一口评价井，该井二开中完井深6365米，井底静止温度122℃，采用Φ200.03mm套管双级固井工艺，固井作业面临裸眼封固段长（一级封固3365米）、压力窗口窄、地层易漏、施工压力高等一系列问题。介绍了HD28井基本情况，分析了技术难点，采取一系列的技术措施如一级领浆和二级使用漂珠低密度水泥浆体系，现场应用良好，经声幅测井解释固井质量优质，取得了较好的应用效果。 标签：超深井；长封固段；低密度水泥浆；双级固井 HD28井是塔里木油田在新疆阿克苏地区沙雅县境内的部署的一口评价井，二开中完井深6365米。该区块地层压力低、承压能力低，属于低压易漏井固井。研究出一套在高溫高压条件下不分层、不沉降、流变性良好、强度达到要求的低密度水泥浆体系及配套的固井相关技术，是保障固井施工安全、提高固井质量的关键。 1 HD28井基本概况 完井采用200.03mm套管双级固井工艺。钻井液为聚磺钻井液体系，密度1.27g/cm3，漏斗粘度45s，失水 2.8ml，塑性粘度20mpa·s。易漏失井段在4495-4695m，地层当量密度为1.35g/cm3。该井最大井斜24.74°，裸眼井段平均井径256mm，平均井径扩大率6.43%。 2 技术难点 2.1施工工艺难点 ①二叠系地层承压能力低，下套管及固井施工中存在井漏的风险； ②斜井斜度大，套管不宜居中，有套管贴边的风险，对固井质量造成影响； ③裸眼段长，循环阻力大，施工压力高，存在易漏地层，施工排量受限不容易实现紊流顶替。 2.2 技术措施 ①合理设计分级箍位置及水泥浆浆柱结构，采用合适的施工排量，减少地层漏失的风险； ②优化扶正器的加放，确保套管居中度； ③采用平衡压力固井，優化设计施工排量，保持施工的排量和压力稳定，确
水泥固井
目录 摘要 (2) 关键词 (2) 第一章固井水泥 (3) 第一节各种水泥 (3) 第二节水泥浆体系 (5) 第二章固井水泥添加剂和外渗料 (9) 第三章复杂地层的固井质量 (10) 第一节又喷又漏井的特点 (11) 第二节又喷又漏井的固井技术 (11) 第三节大肚子井眼的固井技术 (13) 第四节下套管遇阻卡的预防及固井技术 (14) 结论 (17) 参考文献 (17)
摘要 固井就是将水泥浆注入井壁与套管之间的环空中的过程，其目的是为了层间封隔和支撑及保护套管，固井质量的好坏直接关系到油气井的寿命和资源的保护，因此必须充分考虑固井作业的各个环节，如：井眼准备、固井材料、固井工具及附件、固井工艺、固井装备和固井施工等，而固井材料作为层间封隔和保护套管目的的主要载体，一直是固井设计的重中之重的环节，也是固井领域研究的主要方面，它包括：基本水泥、混合水、外掺料和外加剂。基本水泥是一些可以发生水化反应并能够形成足够力学性能的胶凝材料；外掺料主要是用来提高或降低水泥浆的密度，改善水泥石的高温性能、渗透率、韧性等力学性能等的材料；外加剂则是可以改变水泥浆的凝结时间、流变性能、游离性能和提高水泥浆的防窜性能与保护油气层，并对水泥石的力学性能产生影响等材料。经过近百年的研究和实践，已形成了一系列的水泥、外加剂和外掺料，并建立了可适用于各类井固井和各种钻井技术以及油田勘探开发需要的水泥浆体系，如：防水窜、防气窜、韧性、胶乳、高密度、泡沫、含盐、普通低密度、抗高温和高强度低密度水泥浆体系，水平井、调整井、地热井、浅气层井和深井固井水泥浆体系，小井眼钻井和欠平衡钻井配套的水泥浆体系，多功能钻井液和泥浆转化为水泥浆技术等。但随着新的钻井技术的不断出现，天然气、煤层气、地热井等资源的不断的被重视，要求的不断提高、深层的能源和难开采储量的开发，对固井的质量有了更高的要求，本文主要对固井中的问题以及固井用的材料做详细的研究，并提出了一些自己的看法。 关键词：特种水泥，外加剂，固井质量，复杂问题
油井水泥知识
油井水泥综合知识 水泥是水硬性胶结材料，分为普通水泥和油井水泥。普通水泥也称建筑水泥，列入ASTM 标准，而油井水泥列入API标准。油井水泥与普通水泥的根本区别在于:油井水泥具有严格的化学成分和矿物组成，而且在生产时除允许加入3% -6%的二水石膏以外不得加其它材料。本节主要介绍油井水泥的化学组成、级别和类型以及生产和应用中的一些基本知识。 一、化学组成 水泥的质量主要取决于化学成分，而先进的分析方法已为获得水泥的化学成分铺平了道路。表1.2.1列出G级HSR水泥的主要化学成分。由表中数据可以看出，波特兰水泥包括4种主要成分: 铝酸三钙C3A(3CaO·A12O3)；铁铝酸四钙C4AF(4CaO·A12O3·Fe2O3)；硅酸三钙C3S（3CaO·SiO2)；硅酸二钙C2S(2CaO·SiO2)。通过各相显微镜检查，熟料颗粒含有4种矿物成分(熟料占水泥总量的95%): （1）硅酸三钙C3S （3CaO·SiO2 ）：是多边性晶体，占表面的50-60%。 （2）硅酸二钙C2S （2CaO·SiO2 ）：圆形晶体占表面的10-25%。以上两种硅酸钙(三钙和二钙)总量占75 % 。 （3）铁铝酸四钙C4AF （4CaO·A12O3·Fe2O3 ）：围绕以上两种硅酸盐形成孔隙结构。 （4）C3A(3CaO·A12O3)：针状铝酸盐，也属于孔隙结构。 两种硅酸盐占水泥总量的75%， C4AF+C3A的总量占水泥矿物的25%。 二、油井水泥级别、分类及应用 2.1油井水泥级别、分类
由于注水泥作业的井下条件与建筑工程的地面环境完全不同，所以，我国标准或API 规范都根据化学成分和矿物组成规定了专门的分级和分类，以适应不同的井深和井下条件。目前，API规范和我国标准把油井水泥分为A-H八个级别，何种水泥都适用于不同的井深、温度和压力。 同一级别的油井水泥，又根据C3A(3CaO·A12O3)含量分为：普通性（O）C3A＜15%；中抗硫酸盐性（MSR）C3A≤8% ，SO2≤3%；高抗硫酸盐性（HSR）C3A≤8% ，C4AF+2C3A ≤24%，以示其抗硫酸盐侵蚀的能力。 各级油井水泥适用于不同的井况A级只有普通型一种，化学成份和细度类似于ASTMC150，Ⅰ型。适合无特殊要求的浅层固井作业。在我国大庆、吉林、辽宁油田用量较大。配制的水泥浆体系也较为简单，一般是A级油井水泥加入现场水按比例混合即可，有时根据需要可适当加入少量的外加剂如促凝剂等。 B级具有中抗硫酸盐型(MSR )和高抗硫酸盐型(HSR )。B级中抗型的化学成份和细度类似于ASTMC150，Ⅱ型。B级高抗型类似于ASTMC150，Ⅴ型。一般适用于需抗硫酸盐的浅层固井作业，目前在我国还没有使用。 C级又被称作早强油井水泥，具有普通（O）型，中抗硫酸盐型(MSR )和高抗硫酸盐型(HSR)三种类型。普通（O）型的化学成份和细度类似于ASTMC150，Ⅲ型。一般适用于需早强和抗硫酸盐的浅层固井作业。C级油井水泥凭借其自身低密高强的特性，在浅层油气井的封固和低密度水泥浆的配制都有较大的优势，只是我国固井在配方设计上习惯于用G级油井水泥，限制了C级油井水泥的使用，它在我国几乎没有使用。 D级、E级、F级又被称作缓凝油井水泥。具有中抗硫酸盐型(MSR )和高抗硫酸盐型(HSR) 。一般适用于中深井和深井的固井作业。D级油井水泥在我国华北油田、中原油田使用较多。由于要通过控制特定矿物组成的水泥熟料，来达到D级油井水泥的指标要求，工艺复杂生产控制难度大而造成成本较高。而且D级油井水泥可以通过G级H级油井水泥加入缓凝剂来代替，该工艺较为简单所以近几年D级油井水泥的使用量也在逐渐下降。E级F级油井水泥在我国尚没有应用报道。 G、H级油井水泥被称为基本油井水泥，具有中抗硫酸盐型(MSR )和高抗硫酸盐型(HSR) 。可以与外加剂和外掺料相混合适用于大多数的固井作业。水泥浆体系也多种多样 G级H级油井水泥可以与低密材料(粉煤灰、漂珠、膨润土等）配制低密度水泥浆体系，用于低压易漏地层的封固；可与外加剂配成常规密度水泥浆体系，用于常规井的封固，可与加重材料（晶石粉、铁矿粉等）外加剂配成高密度水泥浆体系，用于深井和高压气井的封固。其中G级油井水泥在我国用量最大，生产厂家最多在我国各个油田都有使用。H级油井水泥比G级油井水泥要磨的粗一些，水灰比小，配成水泥浆密度在1.98左右，更适合配制成高密度水泥浆体系用于高压气井的封固，在我国塔里木油田使用较多。 2.2油井水泥的应用 按照标准或规范的级别和类型生产和供应油井水泥。然后，用户再根据井下条件来选择水灰比或外加剂在现场混合成水泥浆，并进行注水泥作业。使用符合API规范或国家标准的油井水泥，一定要按API模拟试验方法或应用试验方法进行水泥浆配方设计，不仅要有满足施土要求的流变学性质和凝结时间，还要有对地层和套管良好的胶结强度，才能保证注水泥施工的安全，提高固井质量，保持永久的封隔效果，防止油、气、水窜通和运移。
固井常见注水泥方法
常规注水泥 注前置液：为提高水泥泵顶替钻井液的效率，保证水泥环质量，在钻井液与水泥浆之间注入一段“液体”，这种特殊的液体称为前置液，按其性质分为冲洗液和隔离液，在顶替钻井液过程中起到冲洗、稀释和隔离钻井液作用，从而提高水泥浆的顶替效率。 注水泥浆：指按封固井段内井眼与套管之间环荣大小计算用水泥数量，通过固井专用设备将干水泥和配浆水混合成一定密度的水泥浆，并通过套管注到井内。 压胶塞：指注水的水泥数量到达设计要求时，将胶塞压入井内。起作用是有效地隔离顶替液与水泥浆，并刮下套管壁上的水泥浆，同时与管串上的浮配合，起到控制替钻井液量的作用。 为防止先期注入的水泥浆在套管内与钻井液发生混窜，有时还在注前置液之后加入一个下胶塞，这是一个空心只有一层特殊隔膜的胶塞。起作用时组织水泥浆在套管内狱卒阿宁也混攒。当水泥浆充满套管时，下胶塞坐在浮攒上，压力达到一个较小的值时，隔膜被破坏通道打开，保证后续施工正常进行。 钻替井液：指用顶替液推动胶塞，将套管内的水泥浆替到套管外的环形空间，到达封固的层的过程，这是固井工作的重要环节。由于常用的顶替液为钻井液，故称替钻井液。 碰压：当顶替液的数量达到套管串浮箍以上的容积时，胶塞将坐在浮箍上，流体通道封闭，使套管内压力突然升高，这一现象称为碰压。它标志着浮箍以上的套管内的水泥浆全部被顶替到环空。 套管试压：碰压后，为了验证套管串的密封情况而进行的压力试验。具体做法是将套管内压力提高到某一规定的数值，经一定时间后而不下降为合格。说明整个管串的密封性很好，符合油气井投产的使用条件。如果在一定时间内套管内压力下降，则说明管串密封有问题，需查找原因进行处理。有些油田规定在水泥浆侯凝之后进行套管试压。 侯凝：试压结束后，将套管内的压力释放掉，使套管处于不变形的状态下侯凝，保证固井质量。此时，应注意浮箍、浮鞋的密闭性，如发生倒流现象，则需根据水泥浆与泥浆的压差值，确定一个回憋压力。此压力不宜过高，以免套管变形，一般在套管内外静压差基础上附加1-2Mpa. 分级注水泥 分级注水泥是利用连接在管串上的可以打开和关闭的特殊接箍，将一口井的注水泥作业分两次或三次完成的注水泥工艺。 分级注水泥技术可以降低环空液柱压力，减少注水泥作业井漏的发生，从而降低了施工压力，保证施工的安全。同时还可以防止或减少水泥浆失重造成的油气水上窜，有利于提高固井质量。除此之外，还可选择最佳的水泥封固段，节约水泥，降低固井成本。 简单的说可分为两种：正规非连续式双级注水泥和非正规连续式双级注水泥。 正规非连续式双级注水泥：注一级前置液—注一级水泥浆—压第一级胶塞—替顶替液—碰压—敞压—投入打开塞—打开分级箍通道—循环洗井侯凝—注二级前置液—注二级水泥浆—压入关闭塞—替顶替液—碰压—关闭分级箍通道—结束。 非正规连续式双级注水泥：注一级前置液—注一级水泥浆—投一级胶塞—替顶替液—投打开塞—注二级前置液—注二级水泥浆—投关闭塞—替顶替液—一级胶塞碰压二级通道打开—关闭塞坐封通道关闭—施工结束。 尾管注水泥 步骤：在接好注水泥管线并试压后，将前置液通过钻杆泵入，随后注入水泥浆（通过钻杆），注水泥结束后，压入钻杆胶塞并进行顶替，当钻柱内水泥浆被顶替完后，钻杆胶塞与尾管胶塞重合闭锁，压力上升到某一定值（尾管胶塞剪断压力）时，由钻杆胶塞和尾管胶塞组成的
固井水泥用计算的研究
固井水泥用量计算的研究 顾军 摘要水泥用量是固井作业的重要参数。以往的计算公式均以电测井径为依据，误差较大。本文根据实际固井资料提出了计算水泥用量的新公式，它消除了电测井径不准产生的不确定问题，为准确计算固井水泥用量开辟了一条新途径。 主题词固井水泥计算方法 固井水泥用量的淮确计算可以节约固井费用，避免固井漏失，提高固井质量。常用计算方法有两种，即传统的方法和文献[1]推荐的方法。 1、传统的方法 计算固井水泥用量的传统方法是电测井径环空容积再附加一个百分数。其计算公式为 N=n(1+e) 式中：N——固井水泥用量，袋， n——按电测井径计算的水泥量，e——附加系数，％。 2．文献[1]推荐的方法 经验公式为： N=n十0.1(1500－h)－c 式中：h——封固段长度，m； c——修正系数，袋。当c＜400m时，c＝80袋，当400m＜c＜2000m时，c＝0。 分析(1)、(2)式可知，两个计算公式的实质是相同的，即电测井径计算量再附加一个系数。由于电测井径的淮确性和附加量的经验性，使得两式的计算误差较大，因此有必要对固井水泥用量的计算问题进行深入的研究。本文用回归分析方法得出了新的计算公式，现场应用实例表明其计算精度较高。 新公式的建立 对某一地区相同井深和井眼尺寸的井而言，固井资料中的水泥封固段长度和实际水泥用量能真实地反映井径的变化，即环空容积的大小。鄯善油田∮241.3mm井眼下∮177.8mm油层套管固井的有关数据列于表1。由表1可看出，鄯善油田的水泥附加系数为－44.44—84.62％，波动幅度较大，因此用附加系数的方法计算固井水泥用量显然是
不科学的。 水泥用量主要与封固长度有关，为了找出两者间的关系，拟用最小二乘法，将数据分别代入线性回归、指数回归和乘幂回归这三种基本函数，并求出衡量回归程度好坏的标准差。回归结果列于表2。标淮差的表达式为 式中：n＝数据组数 y =实际值 y=预测值。 i 表1 固井基本数据统计表
泡沫水泥浆固井技术
泡沫水泥浆固井技术 前言 油田常用的低密度水泥浆基本上可分为四类，即： 1、用搬土控制自由水的搬土水泥浆，密度可控制在1.45g/cm3以下，但是这种水泥浆体系水灰比较高、抗压强度低，在使用上受到限制。 2、添加火山灰、硬沥青等低密度添加物的低密度水泥浆。 3、添加强度高、较低密度的漂珠配制漂珠水泥浆。 4、添加发泡剂和稳定剂，并充入空气或氮气的泡沫水泥浆。 从水泥本身讲，用提高水灰比的办法使水泥浆密度降到1.26g/cm3是非常不成功的。 1978年以后开始使用了两种新型的超低密度水泥浆，两者都以气体作为低密度的添加物，其中之一是气体充填于硬的、耐压空心漂珠内，有些空心漂珠水泥浆的密度比清水还低。第二种是具有独特流变性能的泡沫水泥浆，这种剪切强度很高的水泥浆即使在很高的速度梯度下也可保持很好的流变性能，有利于提高水泥浆的顶替效率，这种新型材料的推广应用在地面建筑上已使用多年了。 一、泡沫水泥的基本性能 1、性能稳定
其气体能够均匀地分散在水泥浆中，不聚集，不上浮，形成的气泡保持相对稳定，满足固井要求。 2、抗压强度 泡沫水泥在不控制失水的条件下，抗压强度较高；加入降失水剂后，失水控制较好，但强度降低较大。 在水力压裂作业时泡沫水泥的抗压强度虽低，但并不增加水泥环裂缝出现和发展的危险。在套管试压和压裂作业时井内高压在水泥环处所产生的应力是拉应力，水泥环承受拉应力的能力主要取决于水泥机械性能（杨氏模量和波松比）及抗拉强度。水泥石的抗压强度作用很小。 3、导热性 水泥石的导热系数随水泥浆密度的降低而降低。泡沫水泥的隔热性优于常规水泥。 4、可塑性 泡沫水泥可塑性好，当套管承受压力时它可以变形，且不会像常规水泥那样出现破裂。 泡沫水泥的可塑性一般比普通水泥至少大一个数量级，而价格比纤维水泥要经济。 目前，泡沫水泥浆以其成本低、密度低、强度高、替浆泵压低、隔热性能好等优点日益受到人们的重视。 二、泡沫水泥的应用 泡沫水泥可以解决一系列钻井时发生的问题，其中包
泥浆转化为水泥浆固井技术
第18卷 第4期1996年 11月 西南石油学院学报 Journal of Southwest Petroleum Institute Vol.18 No.4 Nov 1996泥浆转化为水泥浆(M TC) 朱和平 (图书馆) 摘要 M TC技术是一项新技术。它把钻井液转化成水泥浆用来固井,可改善水泥环的层间封隔能力,提高环空内泥浆的顶替效率,降低固井成本。文中介绍了M TC技术的发展概况,泥浆转化的四种方法,M TC水泥浆的设计,M TC的技术、经济优势,以及M TC技术的应用范围。 主题词 钻井泥浆;水泥浆设计;固井;固化钻井泥浆 中图法分类号 TE256① 1 M TC发展概况 把钻井液转变成水泥浆固井,已是石油工业50来感兴趣的课题。改善套管与井壁间的环空地层隔离,一直是追求该项技术的主要原因。自本世纪50年代后,人们开始研究用钻开地层的钻井液转化为水泥浆进行固井的方法。1970年,Wyant等提出了一种以波特兰水泥为基本组分的配方,该配方很复杂,并对温度十分敏感,分散性较差,但还是被一些油田所采用。1975年,Miller等提出了另一种配方,是利用以镁为基本组分的钻井液,它的应用限定于一种特殊的镁基钻井液。泥浆转化为水泥浆最早的实例是Novak于1985年提出的。80年代末,美国壳牌开发公司致力于研究矿渣转化技术,1991年开始在施工现场使用这一工艺,尔后又将该技术应用于具有风险性的井上,在技术和效益上都获得成功。由于性能优异的分散剂和有机促凝剂的开发,高炉矿渣泥浆转化技术的采用,现已形成了以Wilson为代表的波特兰水泥转化技术和以Cowan为代表的矿渣转化技术,使M TC技术具有真正的工业实用意义。在某些应用场合下,M TC技术可以完全代替波特兰水泥固井。 2 泥浆的转化方法 泥浆转化为水泥浆又称为固化钻井泥浆技术,是一种在环空内可转变成可固结材料的钻井泥浆进行钻井和固井的方法。国外主要采用以下四种方法: (1)直接采用水泥或活性硅质材料配制钻井泥浆,当钻井结束进加促凝剂或激活剂,使其固结。优点是泥饼也能很好地固结,缺点是这种泥浆密度太高,影响钻速。 (2)采用普通钻井泥浆,这种钻井泥浆具有适量的可水化材料,当钻至一定深度后,加入水泥分散剂和促凝剂,使勘大化,优点是不会影响钻井速度,缺点是泥饼不能固结,强度发展慢,水泥在泥浆里的分散均匀性差。 (3)用可交联聚合物。如交联剂、粘土和其它必要材料配成可供钻井是循环的泥浆,固 ①1995—12—29收稿
固井水泥浆的水化规律
固井水泥浆的水化规律 ２０１０年第３４卷 第３期 文章编号：１６７３．５００５（２０１０）０３－００５７－０４ 中国石油大学学报（自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｖ０１．３４Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１０ 固井水泥浆的水化规律 王斌斌，王瑞和 （中国石油大学石油工程学院，山东青岛２６６５５５） 摘要：油气井固井过程就是水泥浆不断水化的过程，采用直接测试的方法考察固井水 泥浆在不问温度、水灰比、掺料和外加剂条件下的水化规律。结果表明：随着温度升高， 水化进程加快，水化温升峰值增大；水灰比的增人使温升峰值降低，水灰比为０．４—０．５５时影响较人；粉煤灰和矿渣能推迟峰值｝｝ｊ现时问，降低水化温升，但矿渣降 低程度不如粉煤灰明显，掺量增加，水化后期温升较大；氯化钙对水化温升的影响随掺量 的增加而变大，增大水化温升，加快峰值出现，但掺量较人会引起水化温升过高。 关键词：同井水泥浆；水化机制；水化温升；外加剂中图分类号：ＴＥ ２５６．７ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５００５．２０１０．０ ３．０１２ Ｈｙｄｒａｔｉｏｎｌａｗｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙ ＷＡＮＧＢｉｎ．ｂｉｎ．ＷＡＮＧＲｕｉ—ｈｅ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｍｉ＠ｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５５５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｅｌｌｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｉｓｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙｈｙｄｒａｔｉｏｎ．Ｈｙｄｒａｔｉｏｎｌａｗｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｇｓｌｕｒｒｙ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ｗａｔｅｒｔｏｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏｓａｎｄａｄｍｉｘｔｕｒｅｓｔｈｒｏｕｇｈｄｉｒｅｃｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒ－ ａｔｕｒｅ ｃａｎ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ｒｉｓｅｏｆｔｈｅｃｅｍｅｎｔａｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｅｔｈｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｃａｌｌ ｗａｔｅｒｔｏ ｅｅ— ｍｅｎｔｒａｔｉｏ ｒｅｄｕｃｅｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｉｓｅ，ａｎｄｉｔ ｃａｎ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔｅｒ ａｆｆｅｃｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ ｔｏ ｗａｔｅｒｔｏｃｅｍｅｎｔｒａｔｉｏｉｓ０．４－ｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇ ｃａｎ
固井水泥浆技术体系探讨
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/a51300334.html, 固井水泥浆技术体系探讨 作者：沈广明 来源：《中国新技术新产品》2013年第12期 摘要：随着钻井技术的不断发展以及油田的勘探开发的持续深入，探井和生产井的深度 不断增加，深井面临着深、多、长以及高等高难度的挑战。深，指的是产层埋藏的比较深，井深一般都在5000米以上；多，指的是显示的层位多，一个井眼有许多个压力体系，多个的油、气、水、等等；长，指的是裸眼井段比较长，在长的裸眼中，井下的复杂层多；高，指的是井的温度高，压力高，腐蚀性的介质在高温、高压的情况下活性比较高。深井固井不仅要有相应的机制以及相应的工艺，同时还要有高性能的水泥浆体系来配套，在国际，高温井段的固井费用一般都是要比常规井段的价格要高出几倍甚至是几十倍，所以这也从另一方面给反映出来了复杂井体固井的难度和风险性。 关键词：固井水泥浆；技术体系；深气井固井 中图分类号：TE25 文献标识码：A 固井水泥浆体系的设计出了要满足一般的固井性能要求，还应该老驴温度，体系的稳定性、水泥石的高温的稳定性等等。保证在任何情况下都能顺利的实施和以及固井的质量。同时要对弹性材料以及增韧材料进行严格的研究记忆优选，分析水泥浆外加剂以及外掺料的加量对水泥浆的各项性能的影响。 深层的气井的深度一般都在3450米到5500米之间，所以固井的封固断比较长、低温的梯度高，还要对气层进行试气、压裂等作业，这就要对水泥浆的性能和固井的施工提出了更高的要求，就是必须要保证全井段的封固的质量必须过关。但是现在国内的深层气井固井的质量不是特别理想，自2005年以来，相继发生了升深8井、徐深10井等在试气之前就发生环空窜气的问题，影响了油气的测试以及产能的建设。 1 常规的固井水泥浆的体系 中温的固井水泥浆体系的适用温度一般在小于或者等于120℃；高温的固井水泥浆体系的抗高温的性能十分优秀，适用的温度是不超过160℃；超高温的固井水泥浆体系抗高温的性能更加的突出，是目前比较少的使可控温度达到200℃的水泥浆体系，适用的温度一般都不超过200℃。这中体系适用在淡水的水泥浆固井，同时也可以用于矿化度比较高的水泥浆固井；它可用于常规的一般条件的固井，同时也可以用于低密度、高密度的特殊条件的比较复杂的固井；应该具有优良的水泥浆体系性能，可以广泛的使用水泥浆体系；具有良好的可调控性、浆体的各个性能比较稳定。各种性能都非常容易调节的特点。 2 深层井固井水泥浆体系研究
超稠油浅井固井技术研究
超稠油浅井固井技术研究 X 王 杉1,李爱润2 (1.河南油田钻井公司;2.河南油田测井公司,河南南阳 473132) 摘 要:为了提高河南油田超稠油浅井的固井质量,满足油田蒸汽吞吐开发的需要。认真分析了超稠油田蒸汽吞吐开发后期影响固井质量的有关因素,并采取了相应的配套技术措施。现场应用表明这些措施行之有效,明显地提高了固井质量。 关键词:固井质量;水泥浆;稠油浅井;压力窗口 中图分类号:T E 256 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0123—02 河南油田超稠油区快油层埋藏浅、压实及其成岩作用强度较弱,地层胶结较疏松。某些区块除稠油含量丰富外,上部浅层还蕴藏着天然气。 正因为稠油埋深浅、地层胶结疏松,加上某些区块地表浅层又有气层存在,给超稠油浅井的固井施工带来了一系列的难题。1 超稠油浅井固井难点1.1 油层埋深浅、地层温度低,外加剂选择困难 河南油田稠油油藏埋深浅、地层温度低,外加剂选择困难。注入井筒内的水泥浆强度发展慢,其抵御油气水窜的能力差,固井质量难以保证。 1.2 由于长期注汽开采,使地层压力发生巨大的变化,钻进中经常发生溢流、井涌 长期注汽开采,使地层压力发生巨大的变化,大部分层位压力远远高于原始压力,由于长期周期性注蒸汽开发导致油层套管频繁伸缩,破坏第二界面的胶结质量,使地下高压层沿裂缝上串造成地下压力紊乱,钻进经常发生溢流、井涌或者井漏。 1.3 表层天然气的存在,进一步增大了固井施工的难度 河南油田井楼、古城稠油区块上部90～120m 之间,蕴藏着天然气资源。由于埋深浅,钻开后,钻井液液柱压力难以平衡气层压力,因此该类井钻井过程中,钻井液中气浸严重,有时因钻井液中含气量太高,井口所测量钻井液密度低于清水的比重。受高压气层影响,稠油浅井固井质量难以保证。1.4 地层破裂压力低,压井、固井过程中易发生井漏 稠油浅井完钻井深一般都在200～800m 之间,地层漏失压力低,钻井过程中一但发生井涌,仓促加重钻井液密度,容易压漏地层。LZ 3井钻至井深 440m 起钻时发生溢流,经加重钻井液处理,虽制止了溢流,但又出现了井漏,该井仅因处理井涌、井漏井下复杂情况时间就长达1个月之久。 1.5 稠油蒸汽吞吐开采方案增大了固井施工难度 稠油油田采用蒸气吞吐开采方式。即:开采前首先向开采层内注入一定压力的蒸气,然后焖井3～4天再进行开采。蒸气吞吐开采对固井提出了更高的要求,水泥浆必须返出地面、全井封固良好、水泥石必须具有抗高温特性。 由于稠油产层浅、地层破裂压力低、地表浅层又蕴藏着天然气,加之在注气过程中热应力的作用,套管频繁伸缩,水泥环易损坏,高压注汽使压力沿被破坏的水泥环层间窜通,很容易造成“稠油产层与顶部气层”的窜通,增大天然气层的能量,甚至发生天然气窜通至地表附近的现象,严重影响稠油浅井的钻井和固井施工。 受上述5大因素影响,超稠油浅井固井质量一次合格率低于70%。 2 超稠油浅井固井工艺技术 针对以上固井难点问题,我们从水泥体系、水泥浆密度设计、环空浆柱压力设计,井眼准备,固井工艺等方面入手,经多年的研究和实践,总结出一套行之有效的固井配套技术。2.1 选用低失水、短过渡、微膨胀、沉降稳定性好的优质水泥浆体系 如前所述,超稠油浅井固井首先急需解决低温防窜问题,因此必须设计低温早强短过渡沉降稳定性好的水泥浆体系。经多年研究,优选出低温降失水剂HN-100。HN -100是不渗透剂和早强性膨胀剂的混合物,它一方面在地层滤失中可形成不渗透膜;另一方面该种水泥浆体系具有一定的早强性和微膨 123 2012年第8期 内蒙古石油化工 X 收稿日期作者简介王杉(5—),毕业于西南石油大学,现在在河南油田钻井公司技术科从事科技管理工作。 2:2012-02-19 :198
延长油田低密度水泥浆固井技术的研究与应用
延长油田低密度水泥浆固井技术的研究与应用 发表时间：2009-12-01T10:18:01.043Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年8月下旬刊供稿作者：肖新礼[导读] 减轻剂掺量的确定减轻剂在不同掺量下，为达到同一设计密度的水泥浆，可以通过其不同含水量来实现。肖新礼（延长油田井下作业工程公司固井队） 摘要：固井作业是钻井工程的关键环节，一旦固井质量出现问题，将会给试油、采油等油田后续工作带来被动，严重时还会造成油井的报废和资源的浪费。鄂尔多斯盆地内储层大多数有低压、低渗、低产以及水敏性较强的特点，探索和开发适合此类油层的固井水泥浆配方和固井工艺技术对于油田的开发至关重要。 关键词：固井低密度漂珠水泥浆 0 引言 近年来，国内外科研机构利用颗粒级配充填堆积理论，采用多种低密度材料复配，通过不同的水泥浆外加剂的调节，研究开发了1. 20～1.65g/cm3不同密度的水泥浆体系。低密度水泥浆体系，必须较好地解决低密度材料上浮，保证浆体的稳定性，同时水泥石的强度要满足射孔和改造需求，选择较好的不同粒径的材料，相互配合充填粒径间的空隙，紧密堆积以提高其抗压强度。近年来，已经应用的低密度水泥浆体系形成的水泥石的强度大幅度提高，在48h后强度能达到14MPa。鄂尔多斯盆地内储层大多数有低压、低渗、低产以及水敏性较强的特点，因此除了在钻井过程中保护好油气层外，完井固井施工过程中的油气层保护更加重要，根据对玉门青西油田孔隙裂缝型油藏采用低密度水泥浆固井调研，使用低密度水泥浆固井前，射孔投产后一般都要进行酸化后才能高产，而采用低密度水泥浆固井后直接投产后就可以获得百顿以上的高产，延长油矿通过近几年的研究和现场使用，目前低密度水泥浆固井已经成熟。 1 低密度水泥浆体系的确定 1.1 低密材料的优选目前，低密度水泥浆的减轻剂可分为两类，一类是自身密度较大，主要靠增大水灰比（水固比）来降低水泥浆密度的减轻剂，这类材料有粉煤灰、膨润土、膨胀珍珠岩、火山灰、水玻璃等，但为了保证浆体的稳定性、均匀性和强度，用水量受到限制，否则难于保证浆体的综合工程性能。这类减轻剂配制的低密度水泥浆的密度一般在1.50g/cm3以上，且使用温度条件要求较高。第二类是自身的密度小于水的减轻剂，如空心微珠、空气、氮气等。用这类材料作减轻剂配制低密度水泥浆，在较低水固比时，就可获得较低密度的水泥浆，从而易配制密度较低而水泥石的强度较高的水泥浆。 为了保证水泥浆具有较好的稳定性、合适的流变性和密度、较高的早期强度，根据鄂尔多斯盆地内储层的特点，选择了漂珠作为减轻剂。用漂珠作减轻剂配制低密度水泥浆，在较低液固比时，就可获得较低密度的水泥浆，从而使得水泥石的强度较高。 空心微珠具有质轻（颗粒密度为0.70g/cm3左右，其材质密度约为2.40g/cm3）、密闭（珠壳的壁厚为珠直径的5%～30%）、粒细（颗粒粒径约为40μm～250μm，比水泥颗粒大3～4倍）和活性强等特点。其壳体主要由硅铝玻璃材质组成，能与水泥水化产物Ca(OH)2和矿物中的CaSO4作用，生成具有胶凝特性的产物，从而有利于水泥石强度的发展和渗透率的降低，是一种良好的减轻剂。 1.2 低密度水泥浆体系的确定在选择使用漂珠作为减轻剂的基础上，结合延长油田的实际特点，通过对国内几个添加剂生产厂家的产品的室内评价，确定了主要外加剂的型号：降失水剂TW200S、分散剂TW401、缓凝剂TW302、消泡剂TW501、增强剂PZW-A。 1.2.1 含水量的确定通常，水泥浆的水灰比减小，配出的水泥浆密度就增高，流动性也变差，低密度水泥浆也符合这个规律。当水灰比增加时，水泥浆密度就下降，但整个水泥浆体系的稳定性变差，游离水增大，同时水泥石的抗压强度降低，体积收缩率增加。因此，为了确保水泥浆的性能，不能盲目地增加含水量，应该首先确定它们的正常用水量，若有必要还应该确定它们的最小用水量。 1.2.2 减轻剂掺量的确定减轻剂在不同掺量下，为达到同一设计密度的水泥浆，可以通过其不同含水量来实现。减轻剂掺量较小时，若加水量较大，水泥石的收缩率也较大。随着减轻剂掺量的增加，水泥石强度也逐渐增大，这是由于减轻剂浓度增大的缘故。当掺量达到与水泥的比例一定时，在正常含水量的情况下，其水泥石的抗压强度最高，这时，减轻剂与水泥的比称为正常比，而其正常加水量称为最佳含水量，每种减轻剂的正常比和最佳含水量都是不同的。 1.2.3 低密度水泥浆体系配方及性能对于封固井段静止温度低于60℃的情况。根据选择的减轻剂和水泥添加剂，通过试验得到密度1.30~1.50g/cm3，低密度水泥浆的典型配方及主要性能。 使用TW系列添加剂配制的密度1.30~1.50g/cm3低密度水泥浆的综合性能协调性较好。水泥浆的失水可控制在50ml左右，浆体稳定无自由水，稠化时间可调整的范围较大，有利于适应不同的施工时间的要求。 3 固井质量工艺研究 要获得良好的固井质量，采取合理的施工工艺技术与使用优质的水泥浆同等重要，且它们不能相互替代，缺一不可。众所周知，套管的居中程度、井径规则程度、钻井液、隔离液、水泥浆流变性匹配情况、顶替流态与紊流接触时间、水泥浆密度的均匀程度、固井前钻井液性能的调整结果等等，对固井质量均有不同程度的影响。 3.1 井眼准备：在钻进过程中保证井径规则程度，减少“大肚子”、“糖葫芦”之类的井眼，保证井眼稳定减少掉块和井壁坍塌，及时堵漏提高地层承压能力，固井前调整好钻井液性能等。这些工作的目的是为固井提供一个良好的井眼条件。 3.2 合理的加放扶正器使套管居中：要尽量降低套管在井眼中的偏心程度，目前所采取的措施是在套管上安装套管扶正器。对于斜井或井斜角较大的直井，应用扶正器安放位置设计软件进行模拟设计，以保证套管居中度不低于66.7%的要求。对于直井，按关键井段（如油气层段）每根套管一个扶正器安放，其余可每二根套管一个扶正器。 3.3 固井前调整钻井液性能并充分循环：尽管钻井液的流变性能因受地层等因素制约使可调整的范围有限，但为提高顶替效率，应在条件许可的情况下尽可能按固井需求进行调整。调整钻井液性能，其技术实质是改善流变性。调整原则是：在保证井下安全的前提下尽量降低其塑性粘度、动切力和静切力，减小触变性影响。在固井前充分循环也是被证明的一项提高固井质量的措施，因为充分循环可将井内沉砂洗出，有利于提高顶替效率，也可以清除井壁上的虚泥饼，置换“死”泥浆，有利于水泥与地层的胶结。 3.4 制定合理的施工参数：根据完井的井眼条件，确定合理的施工参数，采用适量的前置液，保证水泥浆具有好的流变性，替浆尽量采用紊流顶替，延长紊流接触时间及增大紊流程度等。 3.5 根据施工设计进行注水泥浆施工：各种液体的用量按设计注入，水泥浆密度按设计进行控制，替浆排量与泵压按设计要求实施，特殊情况现场可据情况进行适当调整的幅度应事先进行过相关计算。
混浆固井水泥车说明书
SNC40-17固井水泥车使用维护说明书 7200EB-SM 兰州三全石化机械公司 二零一零年一月
目录 一、设备的用途及技术参数 (一)用途 (二)技术参数 二、部件结构和性能 (一)装载底盘 (二)车台柴油机 (三)液力变速箱 (四)减速器 (五)三缸柱塞泵 (六)喷射泵 (七)回流泵 (八)供水泵 (九)液压系统 (十)混合器 (十一)控制系统 (十二)水箱,泥浆池及管路系统 (十三)备附件 三、设备的操作 (一)设备安装 (二)设备施工前的检查 (三)施工操作 四、设备维护和保养 (一)主要部件的维护和保养 (二)设备一般性维护和保养 (三)设备各润滑部件使用润滑油的品种和用量 五、常见故障及排除方法 六、附录 (一)主要外购件明细表 (二)轴承明细表 (三)随车技术文件 (四)附图
一.设备的用途及技术参数 （一）用途 SNC40-17型固井水泥车主要用于油气田深井、中深井、浅井的各种固井作业，可完成自制水泥浆、注水泥、替水泥、碰压等工作。也可用于洗井和一般浅井的压裂施工。 （二）技术参数 1.装载底盘 HOWO ZZ1257M4647C 2.车台柴油机 TAD1641VE VOLVOPENTA(公司） N=420KW/1800rpm Q=1550kg 3.液力变速箱型号： BY620 最大输入功率469KW 最大输入扭矩2400N.m 最大输入转速2500r/min 4.减速箱 输入转速：1800r/min 输入功率：350KW 减速比：1.258
5.三缸柱塞泵 3PC-700型 型式：卧式三缸单作用柱塞泵 冲程：200mm 柱塞：φ127mm 泵轴功率：500HP 最大压力：40MPa 最大排量：1.7M3/min 行星减速器速比：5.8 6.液压系统 喷射、混浆、搅拌、上水系统均为进口液压件。 7.喷射泵ⅠS 100-65-315型离心泵 工作转速：2450r/min 工作流量：1.5M3/min（打水） 工作压力：0.42～0.70MPa 8．回流泵 5×6PN型离心式泥浆泵 工作转速：2000转/分 工作流量： 3.18立方米/分（水） 工作压力：0.21～0.35(Mpa) 9.混合系统双旋混合装置 处理水泥浆量：1.7立方米/分 处理水泥浆密度：1.3～2.2 10.计量水箱容积：4立方米（两半式各2.0立方米） 11.外形尺寸（长×宽×高）10400×2500×3750mm 12.总重量 21000Kg 二.部件结构和性能 本设备由装载底盘﹑柴油机、液力变速器、减速箱、液压系
低密度水泥浆固井技术
低密度水泥浆固井技术 吴健1 林利飞2 张静1 (1.延长油田股份有限公司井下作业工程公司; 2.延长油田股份有限公司开发部) 摘要:针对延长油田股份有限公司西区 采油厂的地层特性、储层特点和固井难点, 研制出了适合西区采油厂的地层条件、一次 上返低压易漏固井用水泥浆体系,以及与产 层固井低失水水泥浆体系相配套的固井工艺 技术。通过对室内研究与现场施工的总结分 析,证明了现场固井设计的合理性,同时固 井质量大幅度提高,达到了项目的研究目 的,对今后其他地区和气井长裸眼固井具有 一定的指导意义。 关键词:固井;低密度;水泥浆;地层特征;现场应用 解决低压易漏地层固井过程中漏失的有效方法就是使用相应的工艺技术和低密度水泥浆,依据对延长西区采油厂的地层分析,考虑成本和实用性等综合因素,决定研究开发复合低密度水泥浆技术。 1 复合低密度水泥室内研究 室内研究条件主要是指井底静止温度、循环温度和井底静液柱压力。 (1)实验温度的确定。井底静止温度与区域平均地表温度和地温梯度有关,是水泥石强度养护的温度条件。经验计算公式为 t B HS=T+K H(1)式中t B HS为井底静止温度(℃);T为平均地表温度(℃)(西区10℃);K为地温梯度(℃/100m); H为井垂直深度(m)。 井底循环温度t是稠化时间实验的温度条件,经验计算式为 t=钻井液循环出口温度+套管鞋深度/168 根据延长西区采油厂井深和钻井液循环出口温度,计算井底温度为65℃～70℃,循环温度为50℃～55℃。 (2)实验压力的确定。尽管压力对注水泥作业的影响不像温度那么明显,但仍是影响水泥浆稠化凝固的另一个重要因素,是稠化时间测试的条件。井底压力与液体密度和井的垂直深度有关,计算公式为 p=010098rh(2) 式中p为井底压力(M Pa);r为液体密度(kg/m3);H为套管下入垂深(m)。 根据西区采油厂井深,低密度水泥浆实验压力为20～25M Pa,常规密度水泥浆实验压力为32～36M Pa。 2 复合低密度水泥的配浆方法 经研究,造成复合低密度水泥浆试验效果降低、特别是密度值相差很大的原因是高速剪切破碎造成的,复合低密度水泥浆的配浆方法如图1 所示。 图1 复合低密度水泥浆配浆方法 按此方法配浆,配得的水泥浆密度与现场基本相同。在室内加深复合低密度水泥的研究并掌握其性能特点,对指导生产施工具有重要的意义。 3 现场应用配方的确定 为了进行系统的研究,在室内做了大量的实验研究工作,基本形成了密度系列化配方体系,基本配方组成为:G级油井水泥+粉煤灰+漂珠+增强稳定剂+水。通过改变材料配比组合以及水量的变化实现不同的水泥浆密度。从室内试验结果可以得知,几种体系配方组合均可满足低密度水泥浆固井的需要。本次现场试验使用的配方:60%G级水泥+25%粉煤灰+15%漂珠+2%ZWJ,水灰比为017,密度为1143g/cm3。 利用复合低密度水泥浆体系固井技术对3口井进行施工,其施工数据的对比情况如表1所示。 依据固井质量评定标准对正31-1井、5132- 7井、4039-4井3口固井试验井的固井质量检查 86 油气田地面工程第28卷第1期(200911)
油田固井水泥浆体系研究及应用
油田固井水泥浆体系研究及应用 摘要：目前，由于资源的紧缺，世界各国都在紧锣密鼓的对深水油气资源进行勘探开发。深水区域的钻井作业一直是一个世界上多个国家面临的问题，特别是表层钻井作业，例如浅层、水平基底的研究都还有待解决，这对固井水泥浆，尤其是表层的工作提出了更高的要求。钻井技术的发展及油田勘探开发持续的加深，探井深度和生产井不同深度的不断增加，面临着很多长度、深度、强度都面临着高难度挑战。深层埋藏较深，使得生产井深度一般在5000米也很多；深井固井的制造工艺要满足工作的需要，首先就得使得质量达标，并且在保证质量的同时从节约成本出发，提高科技含量提高市场的竞争力，使得在国际市场上拥有自己的一席之地。 关键词：固井水泥浆技术体系深固井气井 固井水泥砂浆系统设计有一定固井性能满足一般要求应老驴温度、系统稳定性、水泥石的高温稳定性，我们必须肯定在什么情况下都能实施，并且固井质量需要有一定弹性材料及增韧材料进行严格的研究记忆及最佳分析外，还得研究加水泥浆增白剂及外部留下原料的添加量对水泥浆各种性能的影响。目前气井的施工深度至少都是3500米，所以对于长度、深度都有很高的要求。然后，对基层进行试气、压裂等工作环境的了解，水泥浆性能和施工固井更高的要求，保证了封固井质量使得工程的实施顺利的得以实施。但是现在国内深层气井固井质量并不理想，自2005年以来，先后发生了几起严重的事故，特别是对固井等环空窜气问题和油气测试、生产建设造成了极大的影响。 一、一般固井水泥浆体系 对于水泥体系而言中温的温度需要小于120℃，但是考虑到高温时性能的优越性，我们一般选择的是小于160℃的高温，超高温的固井特砂浆高温的性能更优越，目前较少的使温度控制在200℃水泥浆体系，适用温度一般都不超过200℃。这样的体系对于淡水以及矿化的固井的效果是最好的，它一般使用的一般条件，同时也固井用的低密度、高密度的条件比较复杂的固井；性能的提高能够扩大产品使用的范围，优良的性能是保证稳定的基础，要确保各种性能都能满足所需并且更容易调节。 二、对于深井固井的研究 1.高温的防气窜体系的产用要满足几个方面的要求，可泵性的密度一般都控制1.93g/cm3，流动大230毫米；水泥浆的冷却凝固的时间可调的，过滤的阶段也要控制在15分钟以内；水泥砂浆具备担心丢失量，数量一定《102ml/30min、6.9MPa；压缩性、压缩性要大25MPa；对于失重的情况，要求渗透性能不能过高，内部需要一定的填充物增大阻力，使之具有一定的缓冲的能力。平时水泥石孔一定冲击更高百分之二十以上。