水泥固井

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什么是固井

什么是固井

什么是固井一、固井:在已钻出的井眼中下入一定尺寸的套管,并在套管与井壁或套管与套管之间的环形空间内注入水泥的工艺过程。

二、井身结构包括以下几方面的内容:所下套管的层次、直径、各层套管下入的深度、井眼尺寸(钻头尺寸)、各层套管的水泥反高等。

三、设计井深的主要依据:地层压力、地层破坏压力和坍塌压力。

四、套管的类型:⒈导管;⒉表层套管;⒊技术套管;⒋生产套管;⒌尾管。

五、井深结构设计的原则:①能有效的保护油气层,使油气层不受钻井液的损害;②能够避免漏、喷、塌、卡等复杂情况产生,保证全井顺利钻进,使钻井周期达到最短;③钻达下部高压地层时所用的较高密度的钻井液产生的液柱压力,不至于把上一层套管鞋处薄弱的裸露地层压裂;④下套管过程中,钻井液液柱压力和地层压力之间的压差,不至于造成卡阻套管。

六、套管柱的受力:轴向压力、外挤压力和内压力。

七、套管柱的附件:⒈引鞋(套管鞋、浮鞋);⒉回压法;⒊套管扶正器;⒋磁性定位套管;⒌联顶节。

八、水泥熟料主要成分:①硅酸三钙(C3S);②硅酸二钙(C2S);③铝酸三钙(C3A);④铁铝酸四钙(C4AF)。

九、水化作用:油井水泥与水混合后,水泥中各种矿物分别与水发生水解和水化反映,某些水化产物还能发生二次反映。

十、水化反映的不断进行水泥浆形成水泥石可分为三个阶段:①胶溶期;②凝结期;③硬化期。

十一、稠化时间:指油井水泥浆在规定压力和温度条件下,从开始搅拌至稠度达100Bc所需要的时间。

十二、稠度:水合水泥混合后会逐渐变稠,变稠的速率。

十三、注水泥的设备:水泥车、水泥混合漏斗、水泥分配器、水泥头、胶塞、储灰罐。

十四、碰压:胶塞被推至浮箍时,泵压突然升高。

十五、注水泥主要工序包括:循环和接地面管汇→打隔离液→顶胶塞→碰压→候凝。

十六、提高泥浆的顶替效率:⒈紊流顶替;⒉打前置液;⒊活动套管;⒋调整完井液和水泥浆的性能;⒌使用扶正器。

十七、引起油、气、水窜的原因:水泥浆在凝固过程中的失重是导致油、气、水窜的主要原因,井壁存在泥饼、水泥硬化过程体积收缩也是造成油、气、水窜的原因。

固井基础理论知识

固井基础理论知识

四、 识别套管颜色标记(API)
H-40 灰色 N-80 红
J-55
K-55
浅绿
深绿
C-95
P-110


C-75
L-80

红/棕/红
U-150

五、识别螺纹
螺纹分圆螺纹、偏梯型螺纹和直连型螺纹。其中圆螺纹分有长圆螺 纹和短圆螺纹,扣尖角60、锥度1:16、25.4mm有8扣(8扣/英寸)。 螺纹代号: STC(CSG)——短圆螺纹 LTC(LCSG)——长圆螺纹 BTC(BCSG)——梯型螺纹 XL(XCSG)——直连型螺纹
一、套管柱类型
套管类型见图2。正常压力系统 的井通常仅下三层套管:导管、 表层套管和生产套管。异常压力 系统的井,至少多下一层技术套 管。尾管则是一种不延伸到井口 的套管柱。
(一)导管
导管的作用是在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装 置平面上来。这一层管柱其长度变化较大,在坚硬的岩层中仅用 10~20m,而在沼泽地区则可能上百米。 (二)表层套管
底部沉沙 水泥浆自由水聚积
五、可溶性地层注水泥 水泥浆的滤液及自由水可能溶触地层的盐岩,从而影响水泥浆与地 层的胶结,采取饱和盐水水泥浆或欠饱和盐水水泥浆即可有效地抑制 盐岩层的溶触。 六、高压气井固井 1、 水泥浆在凝固过程中存在“失重”阶段,即水泥浆封固 井段失去液柱压力,但还没有足够的胶结强度时,气体可以乘 虚而入,压差在3.5kpa的条件下气体即可侵入。
(四)生产套管(采油或采气套管) 生产套管的主要作用是将储集层中的油气从套管中采出来, 并用来保护井壁,隔开各层的流体,达到油气井分层测试,分层 采油,分层改造之目的。通常水泥返至产层顶部200m以上。
(五)尾管 尾管是一种不延伸到井口的套管柱,分为钻井尾管和采油 尾管。它的优点是下入长度短、费用低。在深井钻井中,尾管 另一个突出的优点是,在继续钻进时可以使用异径钻具。在顶 部的大直径钻具比同一直径的钻具具有更高的抗拉伸强度,在 尾管内的小直径钻具具有更高的抗内压力的能力。尾管的缺点 是固井施工困难,尾管的顶部通常要进行抗内压试验,以保证 密封性。

水泥固井实验注意事项

水泥固井实验注意事项

水泥固井实验注意事项以水泥固井实验注意事项为标题,写一篇文章。

水泥固井是指在油气井中使用水泥材料对井筒进行固结,以保证井筒的完整性和安全性。

水泥固井实验是在实验室条件下进行的,目的是验证水泥浆的性能以及确定固井参数。

下面将介绍水泥固井实验的注意事项。

一、实验前准备1. 实验室环境要求整洁干净,确保实验操作的准确性和可靠性。

2. 实验设备要进行检查和校准,确保设备正常工作。

3. 准备好所需的水泥和添加剂,并按照实验要求进行配比。

二、实验操作1. 根据实验要求将所需水泥和添加剂进行混合。

2. 在实验过程中,严格按照配比比例和操作规程进行,确保实验结果的准确性。

3. 实验中要注意安全,佩戴好防护用品,避免发生意外。

三、实验参数的确定1. 实验中要确定水泥浆的密度、稠度、凝结时间等参数,以满足井筒固井的要求。

2. 测量和记录实验数据时,要注意准确性和一致性,避免误差和数据偏差。

四、实验结果的评估1. 根据实验结果,评估水泥浆的性能是否符合要求。

2. 对实验结果进行分析和比较,找出问题并进行改进。

五、实验后处理1. 实验结束后要对实验设备进行清洗和维护,确保设备的正常使用。

2. 对实验数据进行整理和分析,编写实验报告。

水泥固井实验是确保油气井井筒完整性和安全性的重要环节。

在进行实验时,需要注意实验前的准备工作,严格按照操作规程进行实验操作,准确测量和记录实验数据,对实验结果进行评估和分析。

实验结束后要进行设备的清洗和维护,并编写实验报告。

通过水泥固井实验的结果,可以为实际油气井的固井工作提供参考依据,确保井筒的安全可靠。

页岩气水平井固井技术研究进展

页岩气水平井固井技术研究进展

页岩气水平井固井技术研究进展页岩气水平井固井技术研究进展随着能源需求的日益增长,页岩气逐渐成为了替代传统石油天然气的重要资源。

水平井作为主要的生产工具,其固井技术成为了页岩气开发中的重要问题。

近年来,国内外学者针对页岩气水平井固井技术进行了研究,本文就其研究进展进行了综述。

一、水泥固井技术水泥固井是目前水平井固井技术的主流方案,其通过注入水泥浆将套管与井壁固定,防止井壁侵蚀和漏失油气。

然而,页岩气水平井中存在的大量细小裂缝会导致水泥浆的染浸,影响其固结力,并产生裂缝,从而使油气渗漏。

因此,国内外学者在水泥固井领域的研究主要围绕水泥改性与水泥浆稳定性。

其中,P. L. Dürig等(2015)提出了一种纳米级碳酸钙在水泥胶凝体中的应用,该技术能够形成更致密、更均匀的水泥固结体,并使固井力度提高60%以上。

另外,A. C. Boivie等(2018)研究了不同温度下水泥胶凝体的强度和耐久性,发现在较高温度下固井效果更佳。

同时,X. Chen等(2019)通过添加聚丙烯酰胺( PAA)改善了水泥浆体的流动性,并提高了固井效果。

二、环氧树脂固井技术除了传统的水泥的固井技术,针对页岩气开发中水泥固井存在的问题,环氧树脂固井技术被提出。

与水泥固井相比,环氧树脂具有更高的渗透性和粘附性,可以更好地填补井壁的裂缝和孔隙。

因此,为了提高环氧树脂固井的效果,国内外学者进行了一系列相关研究。

其中,B. Li等(2016)研究了环氧树脂固井的最佳浓度、固化时间和接触时间,提高了固井效果并减少了漏失。

同时,Q. Zeng等(2018)通过与水泥固井技术的组合应用,有效地提高了固井的完整性和耐久性。

三、石墨烯增强固井技术石墨烯具有极高的强度和导电性,其与水泥等材料的复合可以有效地加强其力学性能。

因此,石墨烯增强固井技术被提出,并取得了一定的研究进展。

例如,L. Huang等(2019)研究了石墨烯在水泥浆体中的添加量,发现当石墨烯/水泥比例为0.25%时,固井力度可提高71.6%,漏失率降低至0.8%以下。

固井注水泥流程图

固井注水泥流程图

固井注水泥流程图固井注水泥是石油钻井中非常重要的一个环节,它能够保证钻井管在地层中的稳定,防止地层井漏,同时也能够防止地下水污染。

固井注水泥流程图展示了整个固井注水泥的工作流程,下面我们就来详细介绍一下固井注水泥的流程图。

首先,固井注水泥的准备工作非常重要。

在进行固井注水泥之前,需要对井口进行清洁和检查,确保井口的状态良好,没有杂物和污物。

同时,需要准备好所需的固井设备和材料,包括水泥、水泥搅拌设备、泥浆泵等。

接下来是固井注水泥的搅拌和配比工作。

在搅拌水泥的过程中,需要根据地层情况和固井要求,精确地配制出适合的水泥浆。

这个过程需要严格按照配比要求进行,确保水泥浆的质量符合标准。

然后是水泥浆的注入和固井。

在进行水泥浆的注入过程中,需要根据井深和井径的不同,选择合适的注水泥工艺,确保水泥浆能够均匀地填满井筒,并且能够完全固定井管。

在注水泥的过程中,需要不断地监测注水泥的压力和流量,以确保注水泥的效果符合要求。

最后是固井注水泥的验收和记录。

在完成固井注水泥之后,需要对固井效果进行验收,确保固井的质量符合要求。

同时,需要对固井注水泥的整个过程进行记录,包括注水泥的时间、压力、流量等数据,以便后期的分析和总结。

通过固井注水泥流程图,我们可以清晰地了解固井注水泥的整个工作流程。

在实际操作中,需要严格按照流程图的要求进行,确保固井注水泥的质量和效果。

固井注水泥是石油钻井中非常重要的一个环节,只有做好固井注水泥工作,才能够保证钻井的顺利进行,同时也能够保护地下水资源和地层环境的安全。

固井注水泥标准

固井注水泥标准

固井注水泥标准固井注水泥的标准包括以下几个方面:1. 水泥浆密度:固井水泥浆的密度必须大于完井时泥浆的密度(或下套管时泥浆的密度),但也不能压漏地层,同时还要保证水泥石的强度和水泥浆的流动性。

通常,固井水泥浆的密度在~克/厘米³,这个密度一般比钻井时泥浆的密度大得多。

2. 水泥颗粒细度:水泥颗粒的大小将影响水泥水化反应的快慢,颗粒越小,单位重量的水泥颗粒与水接触的表面积就越大,水泥水化反应就越快。

国内四种油井水泥要求用毫米方孔筛筛余不超过15%为合格。

3. 凝结时间:自水泥与水混合时开始至能承受一定压力的硬化程度所经历的时间是水泥浆的凝结时间。

国内外均用维卡仪来测定凝结时间。

一般取初凝时间的75%为注水泥的施工时间。

4. 施工条件:规范性引用文件SY/T6592—2004《固井质量评价方法》对固井施工的基本条件也做了明确要求,包括但不限于以下方面:井身结构合理,井身质量达到钻井设计要求。

下井套管深度、上扣扭矩、管身质量、管串结构、套管强度符合设计要求。

钻井液净化循环系统完善,工作可靠;钻井液性能达到固井施工协作会要求。

钻进油层前,井距在500米内的注水井在下套管前和注水泥候凝期间应停注;对钻井有干扰的井应泄压;完井之前,压力系统稳定,已停注的300米以内的注水井,可以不泄压。

下套管前应压稳油气水层,井内静止24小时,油层上窜速度不大于5米/小时,气层上窜速度不大于10米/小时。

漏失井应经过堵漏正常,以(~)倍的钻井排量进行洗井考验,必要时进行安全试压方可下套管。

注水泥用水储备量应比理论计算量增加(1~)倍。

水泥品种、数量、质量及性能满足设计和施工要求。

请注意,上述标准并非一成不变,可能会随着技术进步和实际需求的变化而更新。

在实际操作中,请根据具体情况和相关行业规范进行操作,如有必要,请寻求专业人员的帮助。

水平井固井方法

水平井固井方法

水平井固井方法
水平井固井方法指的是在建造水平井时采取的一种固井技术。

该方法主要是为了保证水平井壁的强度和稳定性,避免井壁塌方和漏水等问题的发生。

具体的固井方法有以下几种:
1. 钻进液固井方法:将水泥浆注入井孔中,靠压力使其固结。

2. 微泡水泥固井方法:在水泥浆中加入适量的微泡剂,使其形成泡沫状,提高其流动性和固结性。

3. 膨润土固井方法:将膨润土和水混合成浆状,注入井孔中,膨胀后固结。

4. 钢管固井方法:在井孔内安装钢管,并将水泥浆沿着钢管注入,形成固结层。

5. 增强管固井方法:在井孔内安装增强管,再将水泥浆注入管内,形成固结层。

水平井固井方法的选择取决于地质条件、井深、井壁稳定性等因素。

采用合适的固井方法可以有效地保证水平井的安全和稳定。

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水泥浆的性能及其提高固井质量措施

水泥浆的性能及其提高固井质量措施

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03
提高固井质量的水泥浆性能优 化措施
优化水泥浆的配方与配比
选用优质原材料
选择高强度、低水化热的水泥熟料,以及具有适当粒度和级配的 骨料。
优化水泥熟料与骨料的配比
通过实验确定最佳的水泥熟料与骨料的配比,以提高水泥浆的抗压 强度和耐久性。
控制水灰比
水灰比是影响水泥浆性能的重要因素,通过调整水灰比可以控制水 泥浆的流动性和稳定性。
水泥浆的性能及其提高固井 质量措施
汇报人: 2023-12-15
目录
• 水泥浆的基本性能 • 水泥浆在固井工程中的应用 • 提高固井质量的水泥浆性能优
化措施 • 水泥浆性能对固井质量的影响
及实例分析 • 未来研究方向与展望
01
水泥浆的基本性能
水泥浆的组成与分类
组成
水泥、水、外加剂、混合料等。
分类
05
未来研究方向与展望
进一步优化水泥浆的配方与配比研究
总结词
优化水泥浆的配方与配比是提高固井 质量的关键。
详细描述
通过对水泥浆的配方与配比进行精细 化研究,可以针对性地改善水泥浆的 各项性能指标,如流动度、稳定性、 抗压强度和耐久性等,从而提高固井 质量。
提高水泥浆流动性和稳定性的新技术研究
总结词
水泥浆在固井工程中的主要作用
保护油气层
通过在井壁和套管之间注入水泥 浆,可以有效地保护油气层,避 免开采过程中其他地层流体对油
气层的侵害。
封隔不同地层
水泥浆可以将不同地层封隔开来, 避免地层间流体相互渗透和窜通, 从而保障油气井的稳定生产。
提高井筒质量
水泥浆可以加固井筒,提高井筒的 抗压能力和稳定性,从而延长油气 井的使用寿命。
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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,复杂问题第一章固井水泥虽然波特兰水泥匹配外加剂和外掺料已基本能满足固井的需要,但为了满足一些特殊地质、环境和工程需要,如:严重漏失、窄间隙、超低密度、超高温等,就需开发一些特种水泥。

在美国,基本水泥除了 API油井水泥外,还包括高铝水泥、矿渣、矿渣和水泥混合物、酸溶水泥和合成树脂水泥等特种水泥,而且还市售一些不同细度和不同密度的水泥及混合物,使用起来非常方便。

我国对特种的研究发展相对较缓慢,初期由于借鉴了前苏联的按温度进行区别的水泥标准,形成了45℃水泥、75℃水泥、120℃水泥等系列,使用起来很不方便,同时水泥与外加剂的相容性也较差。

进入80年代末期,随着我国对API油井水泥规范的认识和理解,逐渐借鉴美国材料学会的油井水泥规范(通常称为API规范),从而形成了A、B、C、D、E、F、G、H、J九类油井水泥,但对特种水泥的研究相对较少,和国外的先进水平有一定的差距,本节将重点研讨矿渣水泥、热合水泥、磷酸盐水泥和沸石型无机聚合物水泥等特种水泥在固井领域应用的可能性。

第一节各种水泥1.1矿渣水泥高炉矿渣是利用高炉冶炼生铁时的副产物,是一种代替水泥的廉价水化材料,它是在1400~1500°C下由铁矿石的土质和石灰石助溶剂熔融化合而成,经过水淬处理后成为玻璃体结构的具有潜在活性的胶凝材料。

在激活剂的作用下,它能在常温下与波特兰水泥一样发生水化反应,但形成低钙的水化产物(C-S-H凝胶),由于它密度比水泥轻,和泥浆相容性好,形成的水泥石结构致密,高温下形成稳定的水化产物,盐对它的水化进程影响小,凝结时间短,水泥石不收缩,而且随温度的提高,激活剂掺量将逐渐减少的特点,已经成为MTC技术的主体材料。

目前长庆、吐哈、江苏、大港、胜利、新疆和滇黔桂等油田已将矿渣低密度水泥和普通密度矿渣水泥广泛地应用于长封固段固井、调整井固井及隔离液体系。

但根据矿渣水泥的特点,将会在含盐地层固井、高温环境的深井固井、热采井固井和地热井固井中将有比常规水泥固井更大的优势,但必须进行比较详细的力学性能和长题稳定性方面的研究。

1.2热合水泥水泥是有石灰石和黏土矿物烧结而成,其能发生水化反应的主要矿物是C3S、C2S、C3A、C4AF,而且它们的反应速度和反应历程不是很相同,尤其是水泥中含很多不起反应的杂质和灰质成分,它们对水泥石的抗压强度的贡献较低。

而且水泥在高温下起到关键作用的化学成分是CaO和SiO2,当温度高于110℃时,水泥石会发生强度衰退现象,强度退化问题通常采用的方法是在水泥浆中掺入石英粉或硅粉,将水泥浆中的C/S摩尔比降为0.8~1,随着温度的提高水泥浆中硅粉掺量也要求不断上升,有的甚至可以高达水泥量的60%。

热合水泥是根据α-石英粉与水化的石灰在温度高于95℃既可以发生水化反应的特征派生的高温水泥,由于高温性能比水泥稳定,不含杂质,形成的产物防腐蚀性能好,和水泥一样可以根据需要调节稠化时间,因此在前苏联经常将这种水泥应用于高温井和含CO2和H2S气体井的固井中,因此该特种水泥将在高温深井和地热井固井中具有广阔的应用前景,但必须对其反应的特性加强研究。

1.3磷酸盐水泥磷酸盐胶凝材料是由磷酸或磷酸盐:包括多磷酸、(焦)磷酸,三聚磷酸、四聚磷酸和更高分子的多聚磷酸、偏磷酸及其多聚物作为结合剂,与金属氧化物或拌合BFS或其它耐高温材料,在一定的温度下由于物理化学作用而变成坚硬的固化体,这一材料集合了水泥、陶瓷和耐火材料的主要优点,具有强度高、韧性好、耐火度高、耐热冲击性能好、耐蚀力强、力学性能优良等特点,它在冶金、石化、建材、电力等行业的各类窑炉以及导弹、火箭、航天航空等工业的特殊部位大量应用。

磷酸和磷酸盐无论在碱性、中性和酸性都能胶结硬化,但硬化条件不同,碱性材料胶结硬化很快;中性材料硬化速度适中;而酸性材料只有加热到350℃才硬化。

因此在碱性条件,为了控制凝结时间,还需附加缓凝剂,而在酸性条件则应附加促凝剂。

磷酸盐水泥的硬化机理是复杂的,主要取决氧化物在元素周期表中的位置,当采用碱性氧化物时,低温下主要是胶结剂发生化学反应的过程,对于中性氧化物,则是发生聚合作用、多缩聚作用和化学反应,对于酸性材料则是粘附作用。

提高温度和压力,可提高金属氧化物和磷酸及盐的活性,可以加速其反应。

其反应历程为:公式1 (公式一见附页)1.4 沸石型无机聚合物水泥 20世纪末,法国的J.Davidovits教授在深入研究古代建筑材料的基础上,研制了沸石型无机聚合物材料。

沸石型无机聚合物材料是以粘土、工业废渣或矿渣为原料,经过适当的工艺处理,通过化学反应而得到的具有与陶瓷性能相似的一种新材料。

沸石型无机聚合物的化学名称叫聚硅铝氧化物(polysialate),其分子式为Mn[-(SiO2)z-AlO2]n?wH2O,M是钾、钠或钙阳离子,n是缩聚度,z 为1、2、3或更大的数,可到32,w可到7。

沸石型无机聚合物具有有机高聚物的链结构,但其基本结构为无机的硅—氧四面体与铝氧四面体的三维结构。

表1和2表明沸石型无机聚合物材料具有体积稳定、抗裂、强度高、韧性好、较强的耐腐蚀性和耐久性、耐高温和隔热效果好等优点,预计沸石型无机聚合物材料可在需要耐腐蚀和韧性要求的固井领域有应用前景。

第二节水泥浆体系2.1防气、水窜水泥浆体系体窜流是我国各油田固井过程中普遍遇到的问题,它包括气体窜流和水窜流。

根据失重理论、界面胶结理论、微裂缝-微裂隙理论等概念,国内相继开发了G60不渗透水泥、KQ防气窜水泥、微粒硅水泥以及泡沫水泥等防气窜水泥浆体系,解决了许多油田中温井的气窜问题,在很大范围其得到了推广应用。

虽然这些基本思路与国外公司是相同的,但与国外相比我们在防气窜材料上还比较单一,他们对粘土、碳黑、橡胶粉等材料都有深入的研究,认为他们是一些较好的防气窜材料,而我国很少见使用和研究;国外公司将泡沫水泥(尤其是机械充气水泥)作为主要防气窜水泥浆体系之一,但我们只在长庆油田的部分天然气井中使用,而且机械充气水泥虽然曾研究过,但没有得到推广应用,化学发泡的泡沫水泥也缺乏与之配套的高温降失水剂和缓凝剂;对于低温防窜水泥浆体系和高温高压防窜体系,我国的研究还相对落后,尤其在同时存在高温、高密度或低密度以及含盐等情况时可供选择的水泥浆体系就更为贫乏,难以满足国内新开发的气田和国际业务的需要。

因此必须开展高温条件下的降失水剂、防气窜剂、膨胀剂、缓凝剂和配套的防气窜措施的研究。

随着我国许多油田都进入了开发的中后期,调整井和加密调整井的固井问题越来越突出,由于长期的注水驱油,地层连通性越来越好,地层压力变化很大,增加了固井难度,固井过程中水窜和油气开采中的出水一直是十分关心的问题。

在调整井固井水泥浆方面,我国的东部油田积累了不少成功经验,有大庆和吉林油田使用的锁水、早强水泥浆体系,河南使用的低失水、短过渡、微膨胀、高早强的J-2B、W99等防窜水泥浆,长庆油田使用的CA-2锁水早强水泥浆体系和滇黔桂、新疆、大港油田使用的MTC 技术,主要都是利用水泥浆体系短的过渡时间来解决水窜问题。

因为流体窜流是固井领域中一个长期的科研课题,只有对其成因分析透彻了,才能采取对症下药的解决措施,因此必须开展水泥浆流体窜流的测试模拟技术,摸清各种地质条件和井下压力、温度环境下水泥浆的最有效的防窜性能,开发相对应的行之有效的水泥浆体系。

2.2 低密度高强度水泥浆体系平衡钻井适合于低压低渗、低压高渗和水敏性等地层的勘探开发,而我国不少油田属低压、易漏、低渗的油田,估计储量达60亿吨,至少占常规储量的三分之一至二分之一。

用欠平衡钻井技术打开油层,并用系列化的低压完井技术和增产技术,可以保护储层,提高勘探成功率和油井产量。

因此欠平衡钻井将成为继水平井后钻井技术的另一大发展方向,目前大港、四川、长庆、大庆、克拉玛依、胜利、辽河、塔里木等油田成功完成了数百口的欠平衡钻井作业,预计今后几年将有每年百余口的欠平衡钻井作业,但目前大都采用筛管完井的方法,主要是为了避免水泥浆的对油气层造成伤害,而水泥浆完井具有筛管完井不可替代的优势,因此必须研究一套适合于欠平衡钻井的水泥浆体系,设计欠平衡钻井配套的水泥浆时应考虑:1)尽可能低的水泥浆密度,降低固井压差以减少油气层的损害;2)尽可能高的水泥石强度,满足分层开采,射孔、压裂等措施的要求。

3)由于固井中压差小,储层难以压稳,尽可能提高水泥浆的防窜能力;4)低的失水,防止滤液渗入地层,损害储层;5)良好的流变性,减少摩阻,防止压力激动,压漏地层;6)一定的防漏功能,遇裂缝性储层能及时堵漏,防止水泥浆漏入储层。

根据紧密堆积理论工程院已开发了高强度低密度水泥浆技术,当水泥浆密度为1.2g/cm3时,其24小时的抗压强度可以达到14MP a以上,基本可以和纯水泥想媲美,而且具有较好的堵漏和防窜性能,水泥浆失水可以控制在50ml以下,已在大港、长庆和伊朗的欠平衡钻井中得到应用,并取得了好的效果。

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