又溢又漏井固井技术
固井技术(油气井钻井工程中的环节)

固井技术(油气井钻井工程中的环节)引言:一、固井前的准备工作1.确定井口注入液体的类型:根据不同的井口情况和需要达到的效果,选择合适的固井液体类型。
一般来说,常用的固井液体有水泥浆、聚合物浆料等。
2.准备固井液体:按照井口注入液体的类型,准备相应的固井液体。
这其中包括水泥、添加剂等。
二、固井工艺的选择与设计1.固井方式的选择:根据井眼的地质情况、井深、钻井环境等因素,选择适合的固井方式。
常见的固井方式有单胶囊固井、双胶囊固井以及二级固井等。
2.固井设计:根据地层情况、井口注入液体类型以及固井目的,设计固井方案。
固井设计需要考虑井深、井眼直径、地层特征等因素。
三、固井液体的注入与硬化1.液体注入:将准备好的固井液体注入井口,注入过程需要通过压力控制保证注入效果。
2.硬化过程:固井液体在注入井口后,会发生硬化过程。
这个过程将使固井液体逐渐变硬,形成固体胶体,从而形成固定的井壁。
四、固井质量的控制与评估1.固井质量的控制:通过监测井口注入液体的压力、流量等指标,控制固井的质量。
一般来说,压力和流量的变化可以体现固井质量的好坏。
2.固井质量的评估:固井完成后,通过各种方法对固井质量进行评估。
例如,可以使用超声波传感器对固井质量进行检测,判断是否存在裂缝、空洞等问题。
五、固井后的后续工作1.固井封堵:对已经固化的固井液体进行封堵处理,以保证井壁的密封性。
这个过程中需要根据固井质量评估的结果,采取相应的措施。
2.固井记录与分析:对固井过程进行记录和分析,以便今后类似井口的固井作业有所借鉴。
总结:固井技术在油气井钻井工程中起着至关重要的作用。
固井工作需要进行充分的准备工作,选择合适的固井工艺,并在液体注入与硬化过程中进行控制与评估。
固井工作完成后,需要进行后续的封堵和分析工作。
通过合理的固井技术,能够保证井壁的稳定性,防止地层流体泄漏,从而提高油气采收率,并保护地下水资源的安全。
谈又喷又漏井的固井技术文档

谈又喷又漏井的固井技术文档谈又喷又漏井的固井技术川东地区钻探的深井,大多数目的层是石炭系。
通常244.5mm套管下至T21j3中部,要钻达目的层石炭系还要钻过T21j2,T21j1T11j1,T1f,P2ch,P2l,P1m,P1q,P1l等层系。
由于这几个层系地层压力各不相同,差异较大,在同一裸眼中常常存在漏失层和产气层,这就给钻井工作和固井工作带来许多问题,即又喷又漏,处理这类问题非常困难。
针对又喷又漏问题,在钻井过程中研究和发展了处理这类问题的一些有效方法,如反循环堵漏压井技术,平衡钻井技术等,收到了良好的效果。
但有一部份井,由于钻井液密度低,采取桥堵或降密度钻进等方法,解决了钻井过程中的喷漏问题。
而在固井过程中,因水泥浆密度很难调节到与钻井液密度一致,且下套管后环空流动阻力的增加等因素,导致固井过程中发生井漏,进而诱发溢流和井喷。
因此,要保证环空有良好的水泥环质量,不窜不漏,就显得很困难。
本文正是针对这些问题的一些探讨和实践,取得了良好的效果。
1又喷又漏井的特点1.1又喷又漏井在钻井过程中的表现形式又喷又漏井在钻井过程中,一般表现为上喷下漏和上漏下喷两种形式。
上喷下漏是产气层在漏失层的上部,通常表现为上部气层为高压层。
当钻进上部气层时,须采用高密度钻井液平衡气层,而钻下部地层时,因液柱压力过高压裂地层而发生钻井液漏失,导致整个井筒内部液柱压力降低,诱发上部气层发生溢流或井喷。
上漏下喷是漏失层在产气层的上部。
通常发生在钻进下部地层时发生溢流,当提高钻井液密度压井时,造成上部低压层发生井漏,导致井内液柱压力降低,反过来再次诱发下部气层发生溢流或井喷。
1.2又喷又漏井在固井工程中的表现形式它与钻进中发生的情况不一样,不同之处在于固井下套管前井眼处于稳定平衡状态,即不喷不漏。
只是在固井作业中,如下套管作业时,因下放速度过快造成压力激动,下完套管开泵过猛;注水泥施工作业中,水泥浆密度多于钻井液密度,当水泥浆顶替到环空后,环空液柱压力升高等引起井漏,使井内液柱压力降低而诱发气层发生溢流或井喷。
王36斜-1井“喷漏同存”固井技术

() 5 增强水泥浆的防窜性能。在水泥浆 中加入 防窜剂 , 使水泥浆在胶凝过程中产生膨胀压力 , 弥补
O0 t 水泥浆失重时造成的压力降低 , 并优化水泥浆性能, 剂+ .2 缓凝剂 4 2 施 工情 况 . 水泥浆呈直角稠化。实际尾浆防窜系数为 0 5 , .5 表 () 1 注入 2 .m 密度 13g c 3黏度 5 s 00 .2/m 、 5 前导 明水泥浆防窜效果好 。主要 性能见表 3 实验 温度 ,
为 7 ℃ , 力 3 MP 。 3 压 5 a
表 3 水 泥 浆 主 要 性 能
钻 井液 。 ( ) 水 泥 车 注 8 0 度 1 1ge 2用 .m 密 . 2/r 的驱 油 a
冲洗液 、. m 密度 11 ge 20 .2/m 的隔离液。 ( ) 1. m 密度 1 6g e 。 3 注 00 . /r 稀水 泥浆 , 4 a 排量
壁上的含油虚泥饼和油膜进一步 冲洗 , 使紊流接触
时间大于 7 i, 防止窜槽、 a rn 对 提高顶替效率具 有重 要作用 。实际注入 8 。 m 密度 为 11ge 。 .2 /r 驱油冲洗 a
液。
泡剂清除泥浆 中气泡, 调整泥浆性能。现场配方如
下。
冲洗液
消泡剂 隔离液
80 .m 盐水 + .t 0 8 驱油 冲洗剂+ .5 00t
2 固井技术 主要难点分析
() 1 井漏现象非常严重。王 3 6斜一 井全井漏 1
失 1 次, 9 失返性漏失 2井次 , 其突出特点是漏层多、 跨距长 。虽然进行了桥浆、 桥浆+ 水泥浆、 水泥浆等
反复堵漏, 但地层承压能力提高有限, 压井液密度超 过 13 gc .4/ m 时就漏 , 注水泥及替浆过程 中仍有漏
又溢又漏井固井技术

又溢又漏井固井技术固井技术服务公司肖庆昆摘要:溢漏并存井固井施工中存在着井下易漏失返高不够,侯凝期间水泥浆“失重”地层流体侵入环空发生窜槽固井质量差,水泥浆顶替效率差等难点。
本文针对存在的固井难点,研究出了高强低密度水泥浆体系,采用了近平衡压力固井技术,并优化了前置液性能及用量,较好地解决了溢漏并存井固井技术难点,为类似复杂井固井提供了可行性借鉴。
关键词:固井井漏防窜低密度前言:随着油田勘探开发的不断深入,注采比越来越大,与油田开发初期处于原始状态的地层压力系统相比较,中后期地下情况发生了很大变化,形成许多憋压层、流体亏空层等,钻井过程中溢漏并存形象时有发生,对固井施工提出了严峻的考验。
为此研究开发出了高强低密度水泥浆体系,该体系水泥具有较高的早期强度,水泥浆防气窜能力系数SPN值小于3,配合合理的技术措施,有针对性的解决了溢漏并存井固井技术难题,取得了较为满意的效果。
1 主要固井难点1.1井漏问题对于低压易漏井而言,地层压力低于环空水泥浆液柱压力时,就会发生漏失,为保证水泥浆返至设计高度,而不发生漏失,是低压易漏井固井作业的一个难点。
1.2低密度水泥浆问题采用低密度水泥浆固井是降低环空水泥浆液柱压力的主要措施,但低密度水泥浆水泥石的抗压强度普遍较低,若使用不当,会出现问题,无法满足油气层段得射孔要求和油气层改造的要求。
1.3防窜问题由于封固段需要穿越不同的地层压力层系,注水泥结束后,环形空间内发生油气水侵是影响固井质量的一大难题。
大量生产实践实验和科学研究证明,造成油气水侵的主要原因是在水泥浆凝结过程中,其液柱压力不断降低,即水泥浆“失重”。
当作业于井筒环空内的液柱压力降至低于油气水层压力的某一时刻,油气水就会侵入环空,发生窜流。
1.4顶替效率问题由于存在低压易漏层系,因此施工排量不能太大,难以实现稳流顶替,因此顶替效率的提高也是低压易漏井固井的技术难题之一。
2 技术措施2.1优化环空浆柱结构,采用近平衡压力固井考虑到井下溢漏并的情况,固井施工既要做到固井时不发生漏失,又要做到施工完水泥浆失重后不发生溢流,就必须从优化环空浆柱结构出发,根据溢、漏层的位置,计算各段的环空液柱压力,采用近平衡压力固井,环空浆柱结构从上到下设计为:钻井液+冲洗液+隔离液+低粘钻井液+低密度水泥浆+常规密度水泥浆。
中原油田漏失井固井技术

中原油田漏失井固井技术【摘要】中原油田是一个典型的复杂断块油气田,油气分布比较散,经过20年的开采已经进入了开发的中后期,主要靠注水井进行采油。
注水井使得地层岩石力学性质发生了较大变化,使得局部形成超高压地区,如胡庄地区、文明寨地区个别井密度已经超过1.70g/cm,层间压力差异大,因而在同一口井中形成多套压力系统,在钻井和固井过程中经常遇到漏失问题。
我处在2004年针对易漏失井的固井工艺技术进行研究取得了良好的应用效果,但是漏失井的固井优良率低,2009年漏失井占了油层固井总数的10%,优良率却不足40%,为了完成75%的固井优良率指标,因此,易漏失井固井工艺技术完善推广已成为当务之急。
【关键词】漏失井固井技术1 中原油田漏失井难点(1)井眼中多套压力系统的存在,压稳和漏失都需要兼顾考虑,堵漏工作困难,堵漏后极限压差小,固井作业安全窗口小,这种现象主要发生在文留地区;(2)地层亏空严重,钻井过程中漏失严重,如濮3-468井漏失达千方,堵漏形成的强度不够,易造成固井再次发生漏失;(3)井底漏失现象严重,堵漏工作不扎实,造成固井替浆后期漏失,油顶或盐顶封固不好,此种现象各个地区均存在;(4)个别地区在注水泥过程中发生漏失后,井口就不能见液面,水泥返高不能封过油顶,甚至不能封住主要油气层,这种现象多发生于户部寨地区;(5)部分地区发生漏失后,由于液柱压力下降,井眼发生垮塌,不能再次建立循环,使固井工作不能正常进行,此种现象多发生于濮城地区的濮3块;(6)堵漏材料在井壁上附着和存在于钻井液中,为了防漏不能筛除,造成钻井液流动性差,水泥浆顶替困难,第二界面胶结质量差。
2 针对性技术措施2.1 固井前井眼准备2.1.1 钻井完井过程中的防漏堵漏工作我们知道下完套管和固井过程中发生井漏,其处理余地都非常小,往往许多钻井堵漏行之有效的技术措施都不能使用,从而导致固井失败,固井质量达不到要求。
因此,做好钻井完井过程中的防漏堵漏工作对于固好漏失井尤为重要。
钻井作业溢流与压井现场操作技术

6月29日9:43井口钻杆氢脆,井口钻具断,险些失控。井内断成3 截,压井、倒扣、侧铣处理至1983年9月15日后无进展。1984年6 月2日开始从4433m侧钻。
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长庆井控培训中心---井控培训讲义
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对一些低压、低渗,中低产的气田,且气层保护要求高的特点, 更要认真搞好平衡压力钻井工作,避免发生溢流和压井。须知,溢流 后压井,对产层伤害是最大的。运用欠平衡钻井、空气钻井、天然气 钻井、氮气钻井等技术,这些都是保护油气层的有效办法。
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H2S的毒性较一氧化碳大五~六倍,几乎与氰化氢同样剧毒。
人对不同浓度(nóngdù)的H2S的感觉,与不同浓度(nóngdù)的H2S
对人体的伤害ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分成:
H2S浓度 mg/m3
人体中毒情况(qíngkuàng)
15
可嗅到一种明显的和讨厌的臭蛋气味
30
可在露天安全工作8小时
150
3~15分钟可抑制嗅觉能刺痛眼和喉道
300
很短时间内就抑制嗅觉,刺痛眼和喉道
750
人发晕,几分钟内停止呼吸需立即作人工呼吸
1050
很快就不省人事,若不作人工呼吸将导致死亡
1500
立即不省人事,几分钟内死亡
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长庆井控培训中心---井控培训讲义
含硫天然气井一旦井喷失控,大大增加了处理的难度。 含硫天然气井钻井对施工作业者和周边居民造成严重威胁与高含硫气 田较多的其他国家(guójiā)相比,我国除西北地区外,人口密度都很大,川 渝地区更属特别突出地区之一。 四川渡1井1995年12月25日用密度为1.69 g/cm3(设计钻井液密度 1.80~1.85 g/cm3 )的钻井液钻至井深5037m(进二叠系茅二5m)发现溢 流2.2m3。停泵,停转盘,上提钻具(155t)接头出转盘面3m。关环型防 喷器,关半封,立压1.5↑4.2MPa,套压7.5↑15.2MPa。关井观察,立压 4.2↓1MPa,套压由7.5↓6.9MPa。关环形,开半封防喷器活动钻具。 活动钻具时,控压11MPa循环加重泥浆。入口密度1.75 g/cm3,出口 密度1.67g/cm3,液面涨3m3,出口喷纯气,喷高约5m,套压由 11↑20MPa
钻井溢流的处理和压井作业

钻井溢流的处理和压井作业第四十六条溢流应在2m3内发现。
发现溢流立即关井,疑似溢流关井检查。
关井方式推荐采用硬关井。
第四十七条溢流关井信号为一声长鸣笛;地面检测到有硫化氢逸出的关井信号为两声短鸣笛加一声长鸣笛。
关井结束信号为两声短鸣笛,开井信号为三声短鸣笛。
长鸣笛时间15s以上,短鸣笛时间2s左右。
第四十八条下套管和起下加重钻杆发生溢流时,按起下钻中发生溢流进行处理。
第四十九条电测时发生溢流应立即起出井内电缆;如果条件不允许,则立即剪断电缆,按空井溢流关井操作程序关井,不允许用关闭环形防喷器的方法继续起电缆。
若是钻具传输测井,应剪断电缆按起下钻中发生溢流进行处理。
第五十条最大允许关井套压值的确定原则(一)下深1000m以内的表层套管或技术套管固井后,钻进5m~10m做地层破裂压力试验(若套管鞋处为非泥页岩和砂岩地层,则按上覆岩层压力的80%作为地层破裂压力。
上覆岩层压力梯度按0.025MPa/m计算),取套管抗内压强度的80%、井口装置额定压力和地层破裂压力所允许关井套压三者中的最小值作为最大允许关井套压。
(二)技术套管下深超过1000m、套管鞋处为泥页岩或砂岩地层时,其固井后最大允许关井套压值的确定同上述第一条;技术套管下深超过1000m、套管鞋处为碳酸盐岩地层时,取套管抗内压强度的80%和井口装置额定压力所允许关井套压两者中的最小值作为最大允许关井套压,其薄弱地层的承压能力只作为参考。
(三)油层套管固井后,取套管抗内压强度的80%和井口装置额定压力所允许关井套压两者中的最小值作为最大允许关井套压。
第五十一条放喷应请示项目建设单位和钻井承包商主管领导批准,若情况紧急,经钻井监督同意,由钻井队长组织实施放喷。
第五十二条天然气井溢流不允许长时间关井而不作处理。
在等候加重材料或在钻井液加重过程中,视情况间隔一定时间向井内灌注加重钻井液,同时用节流管汇控制回压、保持井底压力略大于地层压力排放井口附近含气钻井液。
固井工艺技术

固井工艺技术,听起来是不是有点枯燥?别急,让我来给你讲个故事,让你了解这门技术的同时,还能乐呵乐呵。
话说,有这么一个油田,它就像一个巨大的宝藏,里面藏着数不尽的石油。
但是,想要把这些石油从地下抽出来,可不是一件容易的事。
首先,你得钻个井,这个井得足够深,才能触及到那些石油。
但是,井壁得结实,不然的话,井壁塌了,那可就麻烦大了。
这时候,固井工艺技术就派上用场了。
想象一下,你手里拿着一个巨大的吸管,想要从地下吸出石油。
但是,吸管太软,一吸就瘪了,这可不行。
所以,你得用一种特殊的材料,把吸管的外壁加固一下,这样吸管就能承受住地下的压力,不会瘪掉。
固井工艺技术,就是用来加固这个“吸管”的。
这个技术,说起来简单,做起来可不简单。
首先,你得选择合适的材料,这个材料得能承受地下的高温高压,还得能和井壁紧密结合,不留缝隙。
然后,你得精确控制这个材料的注入量和注入速度,多了不行,少了也不行。
有一次,我有幸参观了一个固井现场。
那场面,真是壮观。
巨大的机器轰鸣着,工人们穿着厚重的工作服,戴着安全帽,忙碌着。
他们把一种叫做水泥浆的东西,通过管道注入井中。
这个水泥浆,就是用来加固井壁的。
看着那水泥浆一点点注入井中,我心想,这可真是个技术活儿。
固井完成后,工人们还得检查一遍,确保井壁没有裂缝,没有渗漏。
这可是关系到油田安全的大事儿,一点儿也马虎不得。
我看着他们认真的样子,心里不禁佩服。
这固井工艺技术,虽然听起来枯燥,但背后却有着这么多的学问和辛苦。
所以,下次再听到固井工艺技术这个词,你可别小看了它。
这可是一项关乎油田安全,关乎我们能源供应的重要技术。
而且,了解了它背后的辛苦和学问,你也许会对它产生新的认识和敬意。
毕竟,每一项技术背后,都有着无数人的汗水和智慧。
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又溢又漏井固井技术固井技术服务公司肖庆昆摘要:溢漏并存井固井施工中存在着井下易漏失、返高不够,侯凝期间水泥浆“失重”地层流体侵入环空发生窜槽固井质量差,水泥浆顶替效率差等难点。
本文针对存在的固井难点,研究出了高强低密度水泥浆体系,采用了近平衡压力固井技术,并优化了前置液性能及用量,较好地解决了溢漏并存井固井技术难点,为类似复杂井固井提供了可行性借鉴。
关键词:固井井漏防窜低密度前言:随着油田勘探开发的不断深入,注采比越来越大,与油田开发初期处于原始状态的地层压力系统相比较,中后期地下情况发生了很大变化,形成许多憋压层、流体亏空层等,钻井过程中溢漏并存形象时有发生,对固井施工提出了严峻的考验。
为此研究开发出了高强低密度水泥浆体系,该体系水泥具有较高的早期强度,水泥浆防气窜能力系数SPN值小于3,配合合理的技术措施,有针对性的解决了溢漏并存井固井技术难题,取得了较为满意的效果。
1 主要固井难点1.1又溢又漏井在钻井过程中的表现形式又溢又漏井在钻井过程中,一般表现为上溢下漏和上漏下溢两种形式。
上溢下漏通常表现为上部高压层(气层、水层等),当钻进至上部高压层时,需要高密度钻井液平衡高压层,而钻下部低压地层时,因液柱压力过高压裂地层发生钻井液漏失,从而导致整个井筒环空内液柱压力下降,诱发上部高压层发生溢流或井喷。
上漏下溢是漏失层在高压层上部,通常发生在钻进下部地层时发生溢流,当提高钻井液密度压井时,造成上部低压层发生漏失,导致井筒环空内液柱压力降低,反过来再次诱发下部高压层发生溢流或井喷。
1.2井漏问题对于低压易漏井而言,地层压力低于环空水泥浆液柱压力时,就会发生漏失,为保证水泥浆返至设计高度,而不发生漏失,是低压易漏井固井作业的一个难点。
1.3低密度水泥浆问题采用低密度水泥浆固井是降低环空水泥浆液柱压力的主要措施,但低密度水泥浆水泥石的抗压强度普遍较低,若使用不当,会出现问题,无法满足油气层段得射孔要求和油气层改造的要求。
1.4防窜问题由于封固段需要穿越不同的地层压力层系,注水泥结束后,环形空间内发生油气水侵是影响固井质量的一大难题。
大量生产实践实验和科学研究证明,造成油气水侵的主要原因是在水泥浆凝结过程中,其液柱压力不断降低,即水泥浆“失重”。
当作业于井筒环空内的液柱压力降至低于油气水层压力的某一时刻,油气水就会侵入环空,发生窜流。
1.5顶替效率问题由于存在低压易漏层系,因此施工排量不能太大,难以实现稳流顶替,因此顶替效率的提高也是低压易漏井固井的技术难题之一。
2 技术措施2.1优化环空浆柱结构,采用近平衡压力固井考虑到井下溢漏并存的情况,固井施工既要做到固井时井下不发生漏失,又要做到施工完水泥浆失重后不发生溢流,就必须从优化环空浆柱结构出发,根据溢、漏层的位置,计算各段的环空液柱压力,采用近平衡压力固井,环空浆柱结构从上到下设计为:钻井液+冲洗液+隔离液+低粘钻井液+低密度水泥浆+常规密度水泥浆。
漏层以上的液柱当量密度应当小于漏失层发生的当量密度,同时为了控制水泥浆失重后发生溢流,根据水泥浆稠化时间,固井施工完,在一定时间内进行环空加压,压力视具体情况确定。
2.2采用封隔器环空密闭固井工艺技术为了有效地抑制地层活跃的流体,采用管外封隔器,座封成功后能有效密闭环空。
2.3有针对性制定措施,提高顶替效率(1)优化泥浆性能,在不影响井下安全的前提下,固井前尽可能降低泥浆的粘切,同时准备10~20m3密度相同低粘切泥浆固井前泵入井内。
(2)提高冲洗液、隔离液性能,合理设计隔离液用量,从而实现低排量高顶替效率。
(3)合理设计扶正器数量,保证封固段内套管居中度。
2.4优化前置液性能使前置液与泥浆及水泥浆有良好的配伍性,与钻井液和水泥浆接触时不增稠,对钻井液、水泥浆及泥浆与水泥浆的混合物污染胶凝物均有显著的稀释分散作用,对界面有良好的化学冲洗效果,能提高对钻井液的顶替效率。
3 研究开发高强低密度水泥浆体系 3.1减重料的选择作为低密度水泥浆的减重剂,一般有二类可选用,一类具有很好的保水性,可以大幅度地增加水泥浆的含水量,使水泥浆的密度降低,如膨润土、硅藻土、水玻璃等。
另一类使本身比较轻,可以部分替代水泥,如火山岩、粉煤灰、漂珠等。
目前国内普遍推广应用的低密度水泥浆其主要减重料有膨润土、水玻璃、粉煤灰、漂珠等。
比较这些常用易得的减重料料,选择漂珠作减重料配制超低密度水泥浆(密度低至1.30g/cm 3)最为理想,因为漂珠具有质轻、空心、密闭、粒细,具有活性早强度高(如表1所示)等特点。
表1 不同减重材料低密度水泥浆的强度3.2早强剂的选择当水泥浆体系的密度低于 1.3g/cm 3时,水胶比显著增大,单位体积内的减轻材料用量增加,胶凝材料用量减少,最终导致稠化时间长,强度低。
为达到低温早强的目的,进行了几种早强剂(如JS001、CA-2、T93、S603、CA909S 等)在30℃的条件下的抗压强度实验,实验结果如表3-8、图3.1所示。
表2 不同早强剂对同一密度水泥浆30℃、8h 抗压强度的影响实验表明,不同早强剂JS001、CA-2、T93、S603,在5%(BWOC)的较大掺量下,对低密水泥浆低温下抗压强度的发展没有明显的促进作用,而CA909S 在较低掺量下 3.0%(BWOC)就能有效提高水泥石低温下的早期强度。
比对实验表明JS001可适用于低密度的固井水泥浆并可有效提高水泥浆低温强度,是一种经济实惠、性能优良的低温早强剂。
图1 不同早强剂对体系低温抗压强度的影响3.3降失水剂的选择高强低密度水泥浆由于矿物性增强材料的掺入,进行颗粒级配,其水泥浆本身就具有一定的降失水功能,在较高温度下净浆失水可以控制在500ml以内(一般水泥浆约2000ml),通过优选分散性降失水剂G60S(JS010)以及合成降失水剂BXF-200L,很容易将水泥浆API失水量可控制在50ml以内[1],实验结果如图2所示:3.4高强低密度水泥浆防气窜性能油气井注水泥后,由于环形空间液柱压力与地层压力不平衡关系的变化,使地层流体进入环形空间后会产生纵向流动,这种纵向流动称为流体窜流,简称环空窜流。
地层中最活跃的是气体,气体的粘度比水的粘度低80~100倍,发生窜流的可能性最大,因此一般又称其为气体窜流或环空气窜。
严重的环空气窜可能导致很高的井口压力和气体流动,不仅使后续钻井工程和开采工程无法进行,还可能造成全井报废。
水泥浆性能系数SPN 值可以评价水泥浆防气窜性能,SPN 值越小,防气窜能力越强。
水泥浆性能系数可由公式(4-1)进行计算[2]:式中:SPN :水泥浆性能系数Q :API 失水量(6.9MPa ×30min ) t100:稠度达到100Bc 的时间,min ; t30:稠度达到30Bc 的时间,min ;根据水泥浆性能系数SPN ,评价水泥浆防气窜性能标准如表4-3所示:表3 水泥浆防气窜性能评价标准由水泥浆性能系数公式可以看出,稠化过渡时间越短,失水量越小,SPN 值越小,防气窜的能力越强。
高强低密度水泥浆体系具有低失水、过度时间短的特点,因此水泥浆SPN 值也较小,其50℃下不同密度的高强低密水泥浆SPN 值如表4,该体系的SPN 值表明该体系具有良好的防气窜能力。
表4 50℃下不同密度的低密高强水泥浆体系SPN 值图2 G60S 掺量对失水量的影响SPN=Q ( )t 100 t 30 30(4-1)由此可以看出,高强低密度水泥浆可以控制较低的失水,有利于防止长封固段作业中发生失重,而且静胶凝强度实验水泥浆静胶凝强度发展快,过渡时间短,水泥浆SPN 值较低,具有较强的防窜能力。
3.5 高强低密度水泥浆配方及综合性能高强低密度水泥浆由水泥、减重材料,活性增强材料,外加剂和水组成,通过调整材料的加量和体系优化,可设计出不同条件的超低密度水泥浆体系。
表5是密度为1.3g/cm 3的高强低密度水泥浆配方,表6为高强低密度水泥浆综合性能,图3、是典型的稠化曲线。
3.5.1 水泥浆配方 (见表5)表53.5.2水泥浆性能:90℃×50MPa ×50min (见表6)表63.5.3 稠化曲线图3 90℃稠化曲线图4 现场应用周X44-7井是一口评价井,位于江苏省兴化市周庄镇徐家舍村,构造位置为高邮凹陷吴堡断裂带宋家垛构造中部。
该井完钻井深1895m,最大井斜为31.88°,井深1515.68m,油层套管下至1891.2m。
钻井施工过程中在油层上部井段轻微漏失,共漏失泥浆20m3,下套管前通井后效严重。
电测解释成果表显示此井有多层水层,为了保证封固质量,在井深1670.05-1672.95m下入封隔器,将水层隔开,采用了两凝水泥浆体系,下部采用常规水泥浆体系(13t)施工现场平均密度为1.92g/cm3;上部采用高强低密度水泥浆体系(10t),施工现场平均密度为1.28 g/cm3。
全井应封23层,23层优,在封固段内,优质段占87.16%,合格段占10.93%,差段占1.91%全井固井质量评为优。
在高强低密度水泥浆封固井段(972-1600m),声幅解释:优质段达85.35%,合格段占11.87%,差段占2.78%,总体评价为优。
5 结论(1)高强低密度水泥浆体系的应用,有效地减小了固井时的井下漏失,确保了作业的成功。
(2)固井前泵入低密度低粘切钻井液和优选前置液性能及用量,有效地提高了顶替效率。
(3)采用封隔器环空密闭固井工艺技术,能有效防止水泥浆“失重”时发生窜槽。
(4)易漏并存井固井的成功,为类似复杂井固井积累了经验。
参考文献[1] 孙新华,冷雪,郭亚茹,吴传高.高强低密度水泥浆体系的研究[J].钻井液与完井液,2009,26(1)[2]路宁.提高油水井固井质量的防窜水泥浆.钻井液与完井液,1998,16(1):24-26培养对象:导师签字:日期:。