低温高强韧性水泥浆在致密油水平井的应用
新疆玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术
新疆玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术路宗羽;赵飞;雷鸣;邹灵战;石建刚;卓鲁斌【摘要】准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油田是新疆油田提产的重点区域,为了满足该油田勘探开发的需求,提高钻井速度,缩短钻井周期,通过优化井身结构,优化井眼轨道设计,优选钻井液和个性化PDC钻头,采用韧性水泥浆、漂浮下套管固井技术、\"螺杆钻具+PDC钻头\"复合钻井技术及旋转导向钻井技术等一系列钻井提速技术,形成了玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术.2018年,该油田玛131区块完钻8口砂砾岩致密油井水平井,平均完钻井深4921.75 m,平均水平段长度1576.00 m,平均钻井周期46.50 d,平均机械钻速11.19 m/h,其中MaHW1247井完钻井深达5040.00 m,钻井周期只有42 d,创造了玛湖油田完钻井深5000.00 m以上水平井钻井周期最短纪录.现场应用表明,玛湖油田砂砾岩致密油水平井钻井关键技术能够提高机械钻速,缩短钻井周期,为玛湖油田的高效勘探开发提供技术支持.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】6页(P9-14)【关键词】砂砾岩;水平井;井身结构;井眼轨迹;PDC钻头;旋转钻井;机械钻速;玛湖油田【作者】路宗羽;赵飞;雷鸣;邹灵战;石建刚;卓鲁斌【作者单位】中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,新疆克拉玛依 834000;中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206;中国石油集团油田技术服务有限公司,北京 100027;中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206;中国石油新疆油田分公司工程技术研究院,新疆克拉玛依 834000;中国石油集团工程技术研究院有限公司,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TE243+.1新疆玛湖砂砾岩油田位于准噶尔盆地西北缘，西北方向紧邻乌夏断裂带，南至中拐凸起，东南部与达巴松凸起及夏盐凸起接壤，北部与石英滩凸起、英西凹陷相邻[1]。
低密度高强度水泥浆体系研究与应用
低密度高强度水泥浆体系研究与应用首先，低密度高强度水泥浆体系的研究是多学科交叉的工作。
在研究过程中，需要从水泥化学、流变学、材料学等多个学科角度进行分析。
通过深入研究各种水泥材料的化学反应、流变性质以及形成高强度水泥浆的机理，可以找到制备低密度高强度水泥浆的有效方法。
其次，在低密度高强度水泥浆体系的应用方面，主要包括石油钻井和水泥固井。
在石油钻井中，低密度高强度水泥浆可以用于井口衬套、井眼质量改进等方面，提高整体钻井效率。
在水泥固井中，低密度高强度水泥浆可以用于井下充填、固井补偿等方面，增强固井效果，减少固井质量问题的发生。
另外，低密度高强度水泥浆体系还可以应用于其他领域，如建筑工程中的轻质混凝土制备。
通过将低密度高强度水泥浆与适当的骨料混合，可以制备出轻质混凝土，具有重量轻、强度高、耐久性好的优点，在建筑物的结构设计和施工中具有重要的作用。
在低密度高强度水泥浆体系的研究和应用中，还存在一些问题需要解决。
首先，需要深入研究低密度高强度水泥浆的制备工艺和配方设计，以提高低密度高强度水泥浆的性能和适应性。
其次，需要研究低密度高强度水泥浆在特殊环境下的稳定性和流变性能，以保证其在实际应用中的可靠性和稳定性。
最后，还需要进一步探索低密度高强度水泥浆的应用领域，拓宽其在其他领域的应用前景。
总的来说，低密度高强度水泥浆体系是一种具有重要研究和应用价值的新型水泥浆体系。
通过深入研究其制备工艺和配方设计，并探索其在不同领域的应用前景，可以进一步提高其性能和适应性，为相关行业提供更
好的解决方案。
同时，还需要加强学术研究和工程实践的结合，推动低密度高强度水泥浆体系的研究和应用工作的发展。
高性能高密度水泥浆技术研究与应用
高性能高密度水泥浆技术研究与应用摘要：近年来随着油气开发力度的加大，深井、高温高压井逐步增多，采用高密度水泥浆的井也逐步增加，对于固井质量的要求也日益提高。
如今固井液技术随着时代发展而不断创新，满足了极大部分固井工程的技术需求，但是对于高压盐水层、高压油气层固井工程仍遇难题。
本文论述了高密度固井液技术对于高压盐水层、高压气层固井工程中应用的重要意义，为高压盐水层、高压气层固井工程的发展提供积极的改进看法。
关键词：水泥浆；高密度；固井工艺；固井技术引言由于深井、超深井长封固段的固井在施工中存在超深、超高温、超缓凝、长封固段大温差、小间隙等的技术难题，而呈现了要求固井技术高和环节复杂多变的特点。
而随着高密度固井液技术的不断进步，更好的解决了超缓凝问题，改善了井身的结构，有效的降低了固井成本，节省了材料费用，还保证了固井质量。
为了更好的解决高密度水泥浆技术适应于复杂多变的固井环境，通过对高密度水泥浆的不断实验优化，研究出了密度为2.55g/cm3的高密度水泥浆，但是在实际的应用中很少用到超过2.55g/cm3的高密度水泥浆。
本文将论述2.40g/cm3～2.55g/cm3之间的高密度水泥浆在高压油气水层固井的施工作业中的具体应用。
1某勘探井的固工程应用本次勘测井中遇到的参数详细内容为，该勘测井为井深设计长达6766m的四开井，其高压盐水层分别在3862-3876m、3925-3828m处，折合地层当量密度为2.46g/cm3。
在以漏失速度最高值为66.01m3/h，继续井钻到4035m的时候，施工技术人员发现了裂缝性漏失，并在发现后进行多次补救措施，但是都不能解决，之后对采用在原钻井液中加入复合随钻液堵漏材料进行封堵并成功。
在整个勘测井钻井施工作业结束后，采用φ244.5mm技术套管进行下入对勘探井进行修复和巩固，在进行固井时，采用密度为2.50g/cm3的水泥浆，前置液采用乳化冲洗液和部分密度与钻井液前置液，保证了固井的安全和质量。
低渗致密性油气田水平井水泥浆体系评价及应用研究
低渗致密性油气田水平井水泥浆体系评价及应用研究摘要: 固井质量直接影响油气井的生产和后期压裂等增产措施的实施。
油田的西部区块地层属于低压、低渗、致密性油气田，特别是上部地层的压力更低，存在易发生漏失地层，且存在多个出水层，其封固特点为含油气段长，温差变化大，层间水活跃，上部地层承压能力低，裸眼段长，跨度近1000 m，存在严重的漏失风险，固井过程中发生漏失造成水泥浆低返封固质量差的现象非常普遍。
目的层段岩性多，垮塌严重，井径大且不规则，水泥环一、二界面胶结质量难以保证。
经过前期大量优选试验后，依据水泥浆性能试验标准，开展了水泥浆基本性能的评价，通过改变加量和配方，对水泥浆的流变、失水、强度等进行了调配与评价。
通过改善水泥石弹性变形能力和抗拉强度，能够有效提高水泥环在分段压裂条件下的密封完整性。
固结后的水泥石体积基本没有收缩，该水泥浆体系具有较好的水泥浆沉降稳定性能。
关键词: 低压低渗；致密性油气田；出水层；水泥浆体系性能；封固质量1 西部区域水平井固井现状目前西部地区开发水平井一般采用二级井身结构，表层使用311.5 mm钻头钻至井深200 m左右，下入244.5 mm套管;二开使用215.9 mm钻头完钻井深为2800 m左右，垂深1800 m左右，下入139.7 mm套管。
基于油田西部地区地质条件和钻井情况，该区域水平井固井的主要特点有:(1)水平段较长，套管下入困难，如果井眼准备不充分，易发生卡套事故;(2)水平段、斜井段套管居中困难，套管易贴井壁;(3)井壁泥饼、斜井段环空岩屑不易被清除干净;(4)在钻井液顶替水泥浆过程中，水泥浆易沿宽边推进，将与钻井液混窜，造成窜槽;(5)水平段环空间隙小，易形成沙床，导致固井施工压力高或者环空憋堵;(6)为提高顶替效率而增大排量造成的循环压力升高和固井防漏所需的环空低压之间的矛盾突出;(7)井斜段、水平段因重力作用水泥颗粒下降，井眼顶部自由水析出形成横向通道，形成窜流，同时，固相颗粒沉降导致上部水泥胶结疏松，强度下降，导致封固失败;(8)水平井后期普遍采用射孔、分段压裂的方式增产，要求水泥石具有一定的韧性以抵抗微裂缝的产生。
低密度高强度水泥浆体系研究与应用
低密度高强度水泥浆体系研究与应用低密度高强度水泥浆体系研究与应用引言随着油气勘探工作的不断深入，深水海域以及复杂地质条件下的井眼建设已经成为了油气行业发展的重要方向。
为了确保其安全稳定地运营，涌现了一种适用于井口封堵、水泥固井等作业的低密度高强度水泥浆体系。
本文将对该水泥浆体系的相关研究和应用进行深入探讨。
一、低密度高强度水泥浆体系的分类目前，低密度高强度水泥浆体系可以按其密度以及强度等级进行分类。
在密度上，一般可以分为三类：轻质、超轻质、超超轻质；在强度等级上，则可以分为几个级别：A级、B级、C 级等，其中A级是强度最高的等级，通常用于需要高强度固化的井段封堵。
二、低密度高强度水泥浆体系的特点1、低密度：由于水泥浆中一般混有多种加筋材料，使其密度相对较低，可以在较浅的水层中使用，而不会对井口防塌造成影响。
2、高强度：在混合水泥浆时，将混凝土所需要的水最大化利用，使得混合水泥浆比传统水泥浆更为坚固，强度相对较高。
3、好成型性：由于混合材料的配方合理，使得水泥浆具有较好的可塑性并易于成型，操作人员可以根据需要随着泥浆固化而成型。
4、阻隔能力强：由于水泥浆中掺了一定的液相阻隔材料，使得水泥浆可以有效地阻隔地下水（或者其他液体）的渗透。
三、低密度高强度水泥浆体系的应用1、井星型水气井：井母管上部分很少，必须选择低密度的水泥浆用于井口防塌和固井。
2、多级传导水龙头井：由于井筒长，密度要求特别低，使用低密度的水泥浆可以有效地保护水龙头下方区域，防止水气渗漏。
3、井口封堵：水泥浆可以有效地防止井口的泥浆从井口倒灌进入露天设备，保护设备与工人的安全。
结论低密度高强度水泥浆体系是一种适用于多种井口作业的重要材料，其不仅具有保护设备与工人的安全性，同时还可以有效地防止水气的渗漏，达到更高的经济效益。
我们应该在以后的工作中重视这种材料的应用，提高其使用频率。
四、低密度高强度水泥浆体系的配方低密度高强度水泥浆体系的配方需要考虑到多方面的因素，如导水管比例、增稠剂种类、防塌剂种类、增强剂种类等。
低密度高强度水泥浆在固井中的应用
低密度高强度水泥浆在固井中的应用摘要：针对油水井固井要求的不断提高，常规水泥浆固井已经不能够满足生产需要。
通过研究和多次的实验，研制出低密度高强度水泥浆。
本文介绍了该体系的机理、施工流程及现场实例并进行了总结。
关键词：水泥浆固井强度1 前言随着油田开发的逐步深入，老油区块由于经受长期的注采不平衡，导致整个地层压力体系发生变化，局部压力亏空，形成低压、易漏层位。
另外，一些井由于本身地层情况，承压能力极低，还有，由于对保护油井套管的角度出发，一些深井的水泥返深要求达到技套内，封固段一般都超过2200米，传统的固井技术己经很难满足要求。
为此，针对低压、易漏、长封段井情况，以紧密堆集理论为指导，研究出一种能满足低压、易漏、长封固段井及各种井况的低密、高强水泥浆体系。
2 体系机理该泥浆体系是一种以增强剂PZW为核心的低密高强度矿渣浆技术，它是通过对胶凝材料宏观力学与微观力学的研究并结合超细颗粒和粉未技术而形成的一项新的技术。
它通过对胶凝材料颗粒间化学键力与范德华力的研究，建立了范德华力与颗粒中心间距的关系而提出了紧密堆积理论。
紧密堆积理论以颗粒级配技术为依托，而PZW是具有合理颗粒直径分布（优选2种以上不同直径的颗粒）、富含硅质胶凝材料组成，可以有效形成物料颗粒级配和紧密堆积，其中的水化活性材料，还可以发生自身的凝硬性反应，并与矿渣中的活性物料发生胶凝反应，配合减轻剂漂珠，形成矿渣、漂珠、增强剂为主要组成物质的、具有合理颗粒分布的低密度高强矿渣浆体系完全能够克服普通低密度水泥浆的缺陷，减少矿渣浆游离液、失水量及矿渣古的收缩，缩短候凝时间，并提高矿渣石的抗压强度和均匀性，抗腐蚀和防气窜能力，并不使用温度和环境水质的限制；增强剂与矿渣一起使用，配制出密度1.20g/cm3受-1.45g/cm3的高性能低密度矿渣浆，其性能可与正常密度矿渣浆相媲美。
增强剂PZW表观性状为灰色固体粉未，密度为2.80g/cm3，比表面积为8000-12000，适用温度范围为20-200 ℃（BHCT）。
长庆油田低密度水泥浆一次性上返全井封固技术措施
长庆油田低密度水泥浆一次性上返全井封固技术措施摘要：在长庆油田目前推行体积压裂产层改造工艺，对水泥石强度发展提出较高的要求。
根据甲方需求和环保要求，正注反挤工艺已经不允许作为常规固井手段使用，目前一次封固段长为2000-5000米。
目前长庆市场固井材料和施工价格一降再降，对于固井质量的要求却日趋严格，固井作为石油服务的关键环节，公司经营和生产压力巨大。
使用低密度水泥浆水泥浆一次性上返全井封固能够有效的节约成本，提高固井质量，减少后期补救费用。
主题词：低密度一次上返固井质量1前言目前公司使用的低密度水泥浆体系已经无法满足长庆油田的性能要求，主要表现在：①无法满足一次上返的液柱压力要求；②水泥石强度发展慢；③减轻剂等中低温的外加剂和外掺料用量大、价格较高，造成成本增加。
研发适应长庆地区的低密度水泥浆体系，通过节支降耗提升公司在长庆地区的技术竞争力已迫在眉睫。
通过一年来的攻关，完成了以下工作：一是利用紧密堆积理论进行了低密高强水泥浆充填材料各组分加量计算、颗粒材料优选、不同密度时的颗粒加量确定，形成了以水泥，3M玻璃微珠，粉煤灰，微硅四种颗粒的填充体系。
二是在大量实验调整和对比的基础上，依据测定的抗压强度、流变性、沉降稳定性，进行优选，获得最低密度1.25～1.38g/cm3的低密高强水泥浆体系。
三是进行了水泥浆的综合性能测定，对水泥石的强度发展、水泥石的长期稳定性和水泥石的渗透率进行了实验研究，各项性能指标全部满足预期要求和施工需要。
四是开展了提高低密高强水泥浆防漏堵漏材料的研究。
五是进行了现场混配工艺研究和现场试验。
2井眼准备（1）通井1）严格执行通井制度，采用双扶通井，按打钻时排量循环洗井，确保井壁稳定、无沉砂、无阻卡；2）通井到底，彻底循环钻井液，注入封闭浆前使用携砂泥浆15-20方，循环一周以上，再在裸眼井段注入高质量的高温防卡防塌泥浆，粘度80-100S，至少封闭二叠系顶部以上100m；如裸眼段太长（4000米以上），应考虑分段注入封闭浆，但井底保证2000米以上封闭浆，二叠系必须全封闭；（2）下套管1）严格控制套管下放速度，易漏井段一般每根不少于45秒；2）下完套管后，小排量顶通，一个迟到周后逐渐提高排量至打钻时的排量并连续循环2周半以上方可施工，循环过程中必须1小时检测一次泥浆密度，粘度等参数，在性能均匀一致的前提下方可作业，否则继续循环调整；3）依据地层、井斜与井径变化合理设计扶正器安放位置及数量，在保证套管能顺利安全下入的前提下，裸眼段只采用铝合金螺旋刚性扶正器，前100米10根1个，100米以后15-20根一个，以提高套管居中度。
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。
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低温高强韧性水泥浆在致密油水平井的应用
随着油气资源储量的逐渐减少，人们对于低渗透率、高点位复杂构造的致密油储层的开发需求也逐渐增加。
然而，这种类型的储层一般特征是含水量高、渗透率低、孔隙度和渗透率差异的大，严重制约了油气的开采。
在这种背景下出现的低温高强韧性水泥浆技术，为开发致密油水平井提供了新的思路和方法。
本文将深入探讨低温高强韧性水泥浆在致密油水平井的应用，从水泥浆的物理性能、硬化过程、施工工艺以及成本等方面进行分析。
一、低温高强韧性水泥浆的介绍
低温高强韧性水泥浆是指在常温下，采用添加特定聚合物的水泥材料，经过合理设计，可在42小时内达到4500psi的极高
强度，且具备良好的柔韧性和耐久性，可在不同环境条件下被广泛应用。
二、低温高强韧性水泥浆在致密油水平井中的应用
1.物理性能：低温高强韧性水泥浆具有极佳的韧性和粘结力，
可在致密油水平井中保证井筒的牢固性，防止钻孔过程中出现掉漏泥浆的现象。
2.硬化过程：低温高强韧性水泥浆的硬化过程相对缓慢，可伸
缩变形，满足致密油水平井高含水环境的施工需求。
3.施工工艺：低温高强韧性水泥浆可在常温下施工，避免了传
统水泥浆在田间施工中常出现的水泥凝固、结块等问题。
同时，低温高强韧性水泥浆的颗粒细小，有极佳的液环境稳定性，有利于施工。
4.成本：相对于传统水泥浆，低温高强韧性水泥浆的施工成本
较低，可以节约成本，提升致密油水平井的经济效益。
三、结论
低温高强韧性水泥浆在致密油水平井的应用可为油气开采提供有力保障。
尽管这种技术在目前的开采环境中还处于初级应用阶段，但是相信在未来的开发中会发挥出更大的效益和巨大的发展潜力。
四、水泥浆的研究与应用前景
1.理论研究：低温高强韧性水泥浆的研究主要集中在材料设计、性能分析和施工技术优化等方面。
在材料设计方面，不断探索新材料，提高物理性能和化学性能，以更好地满足不同环境和需求。
在性能分析方面，研究水泥浆硬化过程中的力学性质和化学反应等，以理解水泥浆的性能，为其更好地应用提供理论支持。
在施工技术优化方面，研究各种条件下的施工工艺，提高水泥浆应用的效果和成本效益。
2.应用前景：低温高强韧性水泥浆技术的广泛应用领域包括水
泥砌块、混凝土墙体、现代建筑地基、隧道工程等方面。
在地球资源领域，低温高强韧性水泥浆已经得到广泛应用，如石油、天然气、水利工程等行业。
在开采油气领域，低温高强韧性水
泥浆将成为未来致密油水平井开采的重要支撑技术之一。
五、未来发展方向
1.深入推进水泥浆的材料设计与性能研究，提高其物理化学性能。
2.优化施工工艺，提高施工效率和成本效益。
3.加强水泥浆在环保方面的研究，更好地为环保作出贡献。
4.进一步拓展低温高强韧性水泥浆在油气开采领域的应用，以更好地支撑油气产业发展。
六、结语
低温高强韧性水泥浆在致密油水平井的应用是目前研究领域的关注焦点之一。
水泥浆因其物理特性好，并且在施工过程中较为稳定，使用范围广泛。
未来，随着水泥浆研究技术的不断提高，其在致密油水平井的应用前景将会越来越广阔，成为致密油水平井建设的重要技术支撑。
随着国家对能源行业的重视和全球能源消费的不断增长，致密油的准备和生产将成为未来的发展趋势。
随着技术和市场的需求，低温高强韧性水泥浆在致密油水平井中广泛应用，已成为一项值得深入研究和探索的技术。
水泥浆在油井内的作用是支撑和固化油井，防止井眼崩塌，保护地层和防止污染。
在目前的油井建设中，水泥浆是非常重要
的一种材料。
然而，，一般的水泥浆的施工温度较高，通常需要在高温环境下施工，而低温高强韧性水泥浆可以突破这一限制，因此被广泛应用于低温、限制空间的油井建设中。
低温高强韧性水泥浆具有结构牢固、硬度高、抗压和韧性等优点，同时可以在较低的施工环境下完成施工，不仅可用于常规油井，也可用于致密油水平井的建设。
由于其较低的施工温度，低温高强韧性水泥浆在施工过程中能够有效降低能源消耗，避免环境污染，经济效益显著。
未来，在致密油水平井的建设中，低温高强韧性水泥浆将会得到广泛的应用。
随着技术的不断发展，低温高强韧性水泥浆的优化设计和施工工艺将会不断完善，相信它将会在致密油开采领域发挥更大的作用。
本文讨论了低温高强韧性水泥浆在致密油水平井建设中的应用。
致密油的准备和生产将成为未来的发展趋势，而低温高强韧性水泥浆可以突破一般水泥浆的施工限制，因此被广泛应用于低温、限制空间的油井建设中。
低温高强韧性水泥浆具有结构牢固、硬度高、抗压和韧性等优点，同时可以在较低的施工环境下完成施工，降低能源消耗，避免环境污染，具有显著的经济效益。
未来，随着技术的不断发展，低温高强韧性水泥浆的优化设计和施工工艺将会不断完善，相信它将会在致密油开发领域发挥更大的作用。