纤维水泥浆体系防窜性能研究

针对固井过程中的气窜问题,对纤维水泥浆的防窜性能进行了实验研究.结果表明,纤维水泥浆的静胶凝强度提高速率比无纤维水泥的快,而且静胶凝强度达到一定值之后其抗压强度会迅速增大,有利于固井作业完成后水泥浆的快速凝结,防止气窜的发生;纤维水泥浆与无纤维水泥浆的稠化时间相差较小,且直角化性能理想;纤维长度为350～1 400 μm、掺量为0.12%～0.3%的纤维水泥浆体系具有较低的水泥浆防窜性能系数,可以有效地提高水泥浆的防窜性能.     

纤维水泥浆体系防窜性能研究

针对固井过程中的气窜问题，对纤维水泥浆的防窜性能进行了实验研究。结果表明，纤维水泥浆的静胶凝强度提高速率比无纤维水泥的快，而且静胶凝强度达到一定值之后其抗压强度会迅速增大，有利于固井作业完成后水泥浆的快速凝结，防止气窜的发生；纤维水泥浆与无纤维水泥浆的稠化时间相差较小，且直角化性能理想；纤维长度为350-1400μm、掺量为0．12％～0．3％的纤维水泥浆体系具有较低的水泥浆防窜性能系数，可以有效地提高水泥浆的防窜性能。     

新型促凝剂DWA改善固井水泥低温性能的实验

模拟深水固井低温环境,考察新型锂盐复合类促凝剂DWA对固井水泥浆稠化时间、静胶凝强度和抗压强度的影响。结果表明:促凝剂DWA能促进固井水泥的低温水化能力,缩短水泥浆稠化时间,明显缩短稠度30～100 Bc、静胶凝强度48～240 Pa的时间,显著提高水泥石早期抗压强度,表现出优异的低温早强、防窜性能,有助于解决深水固井面临的低温、浅层水-气流动难题;DWA促凝作用优于CaCl2,对水泥浆初始稠度无影响,是一种无副作用的新型多功能促凝剂。     

多功能防窜水泥浆体系研究与应用

为解决固井后初次气窜问题,从阻止气体发生界面窜流和基体内窜流入手,提出了短静胶凝强度过渡时间、高气侵阻力、低体积收缩率防窜水泥浆体系设计思想。以此作为指导思想开展室内实验,通过添加防窜剂A1和A2优化水泥浆性能,对比2#成熟防窜水泥浆体系和3#普通水泥浆体系的3个防窜关键性能参数,结果表明:设计出的1#多功能防窜水泥浆体系防窜性能更为优良。1#水泥浆在高压气井D2–7获得成功应用,固井合格率达到了88%,后期生产作业也未发现环空带压现象。     

高温高压气井复合型水泥浆体系研究与应用

针对超深高温高压气井固井难点,通过优选DC200型胶乳增强水泥浆防气窜性能,降低水泥石渗透率;优选改性弹性粒子、有机聚合物纤维和无机矿物纤维为复合增韧材料,有效增强水泥石弹韧性,研制出了高温防气窜性能和弹韧性能优良的复合型水泥浆体系。评价显示:体系耐温达160℃以上,SPN值1,静胶凝强度过渡时间仅为12 min,防气窜效果好;与常规水泥石相比,渗透率可降低80%左右,弹性模量可降低60%左右,抗折强度可增加84%左右,水泥石抗冲击载荷可增加86.69%左右,显示出优异的力学性能;该体系在塔中顺南401井和顺南4-1井成功应用,整体固井质量良好。说明该体系可满足超深高温、高压气井固井技术要求,应用前景良好。     

苏南项目SNX井88.9,mm生产套管固井水泥浆技术

SNX井本层生产套管固井封固段长,且含有低压易漏层,存在漏失风险。由于本井为气井,目的层内的流体为致密砂岩气,故存在气窜的风险。为解决上述固井难题,选用了高强度低密度水泥浆与胶乳水泥浆双凝体系。高强度低密度水泥浆可以减少静液柱压力,降低了漏失的风险,且具有较高的强度;胶乳水泥浆可以有效防止气窜,改善了水泥石的性能,为后期开采提供了强有力的保障。双凝体系优化了固井工艺方案,保证压稳和防漏,现场施工顺利,取得了良好的固井效果。     

多功能防气窜水泥体系研究及其应用

针对常规水泥浆体系胶凝强度从48～240Pa过渡时间长,水泥石体积收缩形成微孔隙形成气窜通道的难点,利用紧密堆积理论于颗粒大小分布技术,经过大量的室内实验研究出多功能防气窜水泥浆体系,分别在松南地区和塔里木盆地等地区的浅层气井、深井高温高压气井中得到大量应用,固井质量优良,合格率达到100%.结果表明该水泥浆体系具有良好的防气窜性能,对天然气井的固井具有借鉴和指导作用.     

微膨增韧胶乳水泥浆实验研究

在室内优选了一种微膨增韧胶乳水泥浆体系,综合评价了微膨增韧胶乳水泥浆体系,微膨增韧胶乳水泥浆体系具有耐高温、微膨胀、高韧性、低失水和游离液、稠化时间可调且过度时间短、抗压强度和胶结强度高、防气窜性能好,有利于提高固井质量,延长油气井寿命。     

低密度大温差水泥浆体系在古城8井的应用

塔里木油田古城8井φ200.03mm技术套管固井具有大温差、长封固特点,针对作业过程中面临的低密度水泥浆高温稳定性差、顶部强度发展缓慢等技术难题,开展了1.3¹.4g/cm3低密度大温差水泥浆体系的研究。开发了温度、加量敏感性小,性能稳定的大温差缓凝剂PC-H42L;优选出耐高压、密度小、价格低的人造玻璃微珠PC-P63;基于颗粒级配原理,对水泥、漂珠、增强剂、防窜材料等合理搭配,结合高温缓凝剂及降失水剂,开发出低密度大温差水泥浆体系,该体系具有沉降稳定性好,顶部强度发展迅速,稠化时间线性可调等特点,能够满足110℃以内温差,一次性封固6000m的长封固大温差作业需求。     

泡沫封堵稠油井管外窜流模拟试验

为了减少对油层的伤害,研究使用泡沫对稠油井管外窜流进行封堵.建立不同压力体系下的管外窜流物理模型,分析管外窜流出液规律和注入方式对封堵效果的影响,评价岩心和模拟窜流通道的填砂管的突破压力和封堵效率.试验结果表明:气-液-气的注入方式效果最好;注入气体可以使油层压力升高到大于水窜层压力,压制水窜层水流出;稠油层注入困难,存在盖层,气和稠油不易分离,水窜层的水饱和了油层的亏空,也可以使油层压力升高到大于水窜层压力;注入流体转向主要进入了需要封堵的水窜层,泡沫封堵效果较好.     

川东北复杂压力体系气井固井技术

川东北地区普光、河坝、元坝等区块的海相天然气藏勘探取得了重大突破,该地区目的层埋藏深,地层压力和温度高,H2S和CO2含量高,属“三高”气田。陆相和海相地层有多套压力系统,长封固段和小间隙是固井工艺面临的主要挑战,H2S和CO2对气井长期安全造成威胁。2006年以前川东北探井的技术套管和生产套管固井的一次合格率仅为80 %和72 %。通过研究应用胶乳防腐防气窜水泥浆体系,紧密堆积高密度防气窜水泥浆体系,正注反挤工艺和分段压稳模型设计环空液柱结构等体系和工艺技术,固井质量较2006年前有大幅度提高。普光气田     

脉冲振动固井技术研究

为提高水泥浆胶结质量,防止固井后油气水窜,提出了脉冲振动固井新技术。研制开发了新型脉冲振动固井室内评价装置,通过脉冲振动可以有效地改善水泥浆性能,水泥石的胶结强度平均提高了11%～22%,水泥浆的初凝时间平均缩短了3%,初终凝过渡时间平均缩短了12%～17%,水泥石的抗压强度平均提高了10%～14%,水泥浆稠度系数K平均降低了16%～63%;利用电镜扫描、X射线衍射、压汞实验等分析手段,对比分析了脉冲振动处理后的水泥石微观结构、水化产物和水泥石孔隙特征的变化规律,脉冲振动促进了水泥水化反应,改善了水泥石的微观结构;分析了水泥水化过程中水泥浆失重特性,根据水泥浆静胶凝强度与水泥浆失重的关系,阐述了利用脉冲振动固井技术减少水泥浆失重和防止环空气窜的机理;为实现对候凝过程中的水泥浆实施脉冲振动,研制开发了新型井口脉冲振动固井装置,经过10余口井的现场应用,取得了良好的固井效果。     

镇—泾油田防水窜固井工艺技术难点及对策

镇—泾油田存在油水同层、水层分布丰富、底水活跃、原油伴生气等特点,水泥浆在凝固期间容易受地层流体的侵蚀、冲刷、污染,从而影响水泥浆的水化反应和强度发展,导致水泥浆容易发生油气水窜,影响水泥环的胶结质量。通过分析,研究出适合本工区的水泥浆体系和固井工艺技术措施,解决了镇—泾油田油气水窜的问题。优质率由28%提高到88.23%,提高60.23%。合格率由76%提高到100%,提高24%。     

油井水泥多功能防窜剂的研究及应用

针对国内外石油工程界尚未很好解决的固井技术难题，提出了新的防窜作用机制，并研制开发出了F17C油井水泥双膨胀降滤失剂，对其在不同条件下的膨胀量、滤失量、胶结强度和工程性能进行了评价。结果表明：F17C不仅可使油井水泥浆产生足够的塑性膨胀和后期膨胀，而且还能有效地控制水泥浆的失水量。掺入该材料后，水泥浆的其它工程性能也满足API规范和现场施工的技术要求。100多口井的固井实践证明：F17C可大幅度提高调整井的固水优质率，是一种值得推广的新型油井水泥多功能防窜剂。     

水泥浆胶凝引起的“失重”和气侵的研究

本文是在摸拟井身温度和压力变化的情况下,对水泥浆柱由于水泥胶凝引起的“失重”和气侵的研究。从实验研究的结果证实了水泥胶凝引起的“失重”和气侵是严重的,而水泥浆胶凝引起的“失重”,通过实验和数学分析后是可以作到定量计算的,这就可能给固井施工中,为防止油、气、水窜工艺技术措施,提供可靠的基本依据。     

适用于高温高盐油藏裂缝封堵的沥青黏结体系研制及性能

为解决高温高盐裂缝油藏的气窜问题,采用黄原胶作为携带液悬浮剂,以沥青和核桃壳两种惰性材料作为封堵主剂,在确定主剂粒径范围及悬浮剂浓度后,设计正交试验方案探索核桃壳加量、沥青加量及其软化点对裂缝岩心封窜效果的影响及最优组合。结果表明:对裂缝岩心封窜效果的影响依次为核桃壳含量沥青含量软化点;通过对正交试验最优方案进行验证,在高温(130℃)、高盐(223.07 g/L)的环境下,体系对2 mm的网状裂缝岩心达到了86.24%以上的封堵率。针对最优方案封堵后的微观形貌观察显示,软化后沥青发挥其"变形虫"特性,对周边核桃壳颗粒进行了黏结,充填核桃壳架桥形成的孔隙,确保封堵层不被高压流体冲垮或被裹挟,增强封堵性能。沥青-核桃壳体系具有良好的抗温、抗盐能力,且颗粒粒径、浓度、沥青软化点等关键因素可根据实际环境酌情调整,对解决恶劣油藏环境的气窜问题提供了参考。     

低渗油田N2驱气窜特征及泡沫防窜实验研究

针对B油田氮气驱气窜问题,通过室内物理模拟实验分析了长岩心N₂驱替过程的生产特征和气窜规律,由于B油田具有高温高盐低渗的特点,采用瓦林搅拌法筛选出合适的泡沫防窜体系,并通过物理模拟实验研究了体系的防窜效果和注入时机。实验结果表明,以采出程度和累积气油比作为指标可将气驱过程划分为三个阶段：无气采油阶段、油气同产阶段、气窜阶段。适合目标油田的泡沫防窜体系是：0.6%ZHDQ-5起泡剂+0.1%WP-1稳泡剂溶液。该体系封堵率可达到90%,推荐在累积气油比达到20 cm³/cm³注入泡沫防窜体系,可在前期气驱的基础上提高采收率17%。     

海洋高温高压气井固井防气窜水泥浆研究

性能优良的水泥浆是保证固井质量的关键因素,水泥环空气体窜槽对油气田开发将造成非常严重的后果,一旦气窜发生,即使花费大量的人力物力进行挤水泥,也难于修复到未气窜的封固状态。因此,优选有效的防气窜添加剂,研制性能良好的防窜水泥浆就显得十分重要。文中根据海洋高温高压气井的特点,提出了一套综合适用于高温高压固井的防气窜水泥浆设计的方法。设计出了密度2.40 g/cm3,适合循环温度为125℃和163℃的海洋高温高压气井固井的高密度防窜水泥浆体系。     

海上多元热流体气窜凝胶调堵体系研究

针对渤海油田多元热流体吞吐开发过程中出现的气窜及现有泡沫体系封堵强度较低的问题,开展了室内实验研究,对封堵强度相对较高的凝胶体系的流变性和封堵性进行了评价和优选。同时,对含油率、平台污水对封堵体系性能的影响,以及封堵体系对产出液破乳的影响进行了评价。实验结果表明,优选的凝胶体系在高温下具有良好的封堵性能,且可采用平台污水配液。体系耐油性能较强,且体系的使用不会对产出液破乳产生较大影响。在总结大量实验结果的基础上,建立了针对不同油藏和气窜条件下的凝胶配方选择图版,以指导现场气窜调堵方案的设计和实施。     

高密度高炉矿渣水泥浆固井技术研究

以低密度矿渣水泥浆研究结果为基础 ,设计高密度水泥浆 ,使油气井全井段使用矿渣水泥浆固井 ,以提高固井质量 ,降低固井成本 .以高炉矿渣为水化胶凝材料 ,添加少量水泥和碱性激活剂 ,结合 MTC固井技术和多功能钻井液固井技术 ,设计密度 1 .75～ 1 .93 g/cm3 的矿渣水泥浆、矿渣MTC浆和矿渣 UF浆 .对 3种高密度矿渣水泥浆在 45～ 75℃条件下水泥石的抗压强度 ,水泥浆的凝结时间、流变性和稳定性进行试验对比 .试验结果表明 :3种水泥浆水泥石抗压强度从大到小依次为 :矿渣 UF浆 ,矿渣 MTC浆 ,矿渣水泥浆 .3种体系水泥石抗压强度满足油气井井下射孔作业对水泥石抗压强度的要求 .在 45～ 75℃条件下 ,随着温度的升高 ,高密度矿渣水泥浆和矿渣 UF浆水泥石抗压强度呈降低趋势 .矿渣 MTC浆和矿渣 UF浆的流变性、稳定性和稠化时间可通过钻井液的加量及性能来调整