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。     

莺歌海盆地高温高压气井水泥浆研究与应用

南海西部海域的莺歌海盆地蕴含丰富的天然气,但由于层位存在高温高压以及压力窗口狭窄,导致固井质量一直不理想。本文分析了莺歌海盆地固井质量差的原因;并介绍了在应对高温高压固井难点时采取的技术思路;结合这些技术思路和莺歌海盆地的高温高压地层特征而研发的一种新型水泥浆体系。该体系应用于莺歌海盆地的多口高温高压井,发现固井质量有较大程度的提高。这表明该体系适应莺歌海盆地高温高压固井,并为以后该地区超高温高压井的固井技术研究奠定基础。     

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。     

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。     

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.     

缅甸M区块浅部高压气井固井技术

浅部低温高压气井固井是固井作业难题之一。其主要特点为气层埋藏浅、浅部地层孔隙压力异常高、地层承压能力低、地层温度低等，造成无法或者很难实现平衡固井、水泥浆发展强度低、气窜风险高等问题。结合缅甸M区块浅部低温高压气井固井实践，重点阐述该区块的固井作业思路、技术措施以及取得的成功与失败，为相同井况的井积累作业经验。     

水泥浆气/液窜试验规范探讨

固井主要目的是支撑套管和封隔地层。目前API的水泥浆的稠化试验、失水试验、抗压强度试验、流变性试验等评价方法可设计出把地面水泥浆安全泵送至井下预定位置,并可确保在规定的候凝时间后有足够的强度支撑套管,但至今尚未有试验标准判别水泥浆是否具有足够的防止层间窜槽的能力。对水泥浆静胶凝强度发展和气窜规律的研究,研究出欠平衡验窜原理,建立了验窜点的静胶强度和验窜压差的数学模型,开发了用一份水泥浆能连续做稠化、静胶和气/液窜试验的水泥浆多功能测试仪。本文简要介绍试验仪器和在给定井下条件下水泥浆气/液窜的试验方法。     

锦州20-2区块固井技术应用

结合了锦州区块的地层特点,尤其是总结分析锦州14-2以及锦州20-2的探井数据,对高压井固井防窜技术进行了深入的研究,采取多种途径,使环空气窜对固井质量的影响降低到最低的限度,在锦州20-2N区块3口探井和锦州20-2区块1口探井固井作业中得到了比较满意的效果。     

高渗透水泥浆高温高压流变性研究

随着油气开采难度的增大,对固井质量和固井水泥浆添加剂的要求越来越高,需要研制开发出新型高渗透水泥浆体系。借助美国产Fann50流变仪,研究了温度和压力对高渗透水泥浆流变性的影响,并与常规水泥浆进行了对比。分析结果表明,一定压力下,高渗透水泥浆的动切力、表观粘度随温度的升高而逐渐降低,流性指数减小;一定温度下,压力对高渗透水泥浆体系流变参数的影响不如温度明显。高渗透水泥浆比常规水泥浆体系具有更好的热稳定性。运用宾汉、幂律、卡森、赫切尔巴尔克莱(H B)、带剪切稀释系数等5种模式对实验数据进行了拟合分析,结果表明,H B模式是描述高渗透水泥浆高温高压流变性的最佳模式。     

胶乳对油井水泥浆作用机理的实验研究

利用实验方法系统研究了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明,胶乳加量增大时,油井水泥浆的失水量迅速变小,稠化时间延长,初始稠度减小,游离水得到有效的控制,水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明,聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况,调节其稠化性能,改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置,实验证明所提出的测定方法是可行的。     

胶乳对油井水泥浆作用机理的实验研究

利用实验方法系统研究了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明 ,胶乳加量增大时 ,油井水泥浆的失水量迅速变小 ,稠化时间延长 ,初始稠度减小 ,游离水得到有效的控制 ,水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明 ,聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况 ,调节其稠化性能 ,改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置 ,实验证明所提出的测定方法是可行的。     

油井水泥低温早强剂室内研究

针对低温条件下,水泥浆因水化速度慢,候凝时间长,极易造成油、气、水浸,导致固井质量差和目前油田低温浅层固井可供选择的早强剂种类少的具体情况,根据油井水泥水化及低温早强原理,选择对油井水泥具有低温早强作用的水溶性无氯化工原材料,通过实验优选出无机物A、B,有机盐C和有机酸D,研制出一种新型无氯水溶性低温早强剂ZC-2S,该早强剂对常规密度和低密度水泥浆均有显著的早强作用,且与多种常用油井水泥添加剂体系配伍性好,可用于低温浅层油气井固井水泥浆体系,尤其是无干混装置的油田。     

固井水泥环在川东气田地层水中的腐蚀特征

针对川东气井地层水中的固井水泥,采用电化学测试、扫描电镜观察和能谱分析,研究了水泥环腐蚀的电化学、微观结构和元素分布特征。结果表明：浸泡初期,钢的交流阻抗的高频容抗增大,低频出现Warburg阻抗,水泥/套管钢界面由于水化作用而变得更加稳定,钢的电位在26d后负移约200mV,此时腐蚀介质已经到达钢表面,在水泥未被腐蚀解体时,界面遭到破坏,使交流阻抗的高频容抗减小,低频出现容抗弧;腐蚀后水泥表层的Ca、O含量减少,而C、S、Mg的含量增加,水泥环发生了H₂S腐蚀、CO₂腐蚀和Mg腐蚀H₂S腐蚀较严重,外表面呈溶出型腐蚀,而在内部,腐蚀产物滞留其中,腐蚀主要使孔隙和胶结性发生劣化;Cl^-在水泥中具有较强的渗透性。研究成果对含H₂S和CO₂的酸性气田的固井工作具有指导意义。     

水泥浆中高分子形态与失水关系的研究

以丙烯耽胺与丙烯磺酸钠共聚物(AwAs)、舟乙基纤维素(HEC)、聚氧化乙烯(PEO)三种水溶性高分子聚合物作水泥降失水剂,用不良溶剂来改变高分子形态,研究高分子在水泥装体系中的形态变化对水泥装降失水的影响,了解高分子降低水泥泉失水的作用机理。实验结果表明,当不良溶剂加童超过e溶剂中不良溶剂加童时,高分子在水泥颖杜表面的吸附、卷曲和沉淀,有利于堵塞失水通道,降低滤饼渗透率,水泥泉失水量大幅度减小。     

油井水泥降失水剂SPS的制备和性能研究

通过磺化改性,制备了磺化聚苯乙烯(SPS)作为油井水泥降失水剂。研究了反应条件对SPS磺化度的影响、SPS的磺化度与失水控制的关系、SPS水泥装体系的性能。实验结果表明:在相同的条件下,磺化度越高,失水控制越好;在最佳条件下制备的SPS具有良好的降失水性能,SPS的水泥浆体系具有良好的流变性能和较好的耐温性能;在120℃下,其水泥装体系的稠化时间,用常用的缓凝剂可调整到337min,SPS对水泥装其他性能无不良影响。     

天然裂缝性气藏水平井试井典型曲线计算方法

考虑井筒储集和表皮效应,建立了天然裂缝性盒型封闭气藏中水平井三维渗流的数学模型,在获得数学模型解的基础上,针对解的复杂性,研究了压力响应的有效计算方法,获得了正确计算每项无穷级数所需的最小收敛项数,基于无穷级数的最小收敛项数,研究了井筒压力响应的计算方法,并且应用数值积分和拉氏反演计算了用于识别渗流特征和试井分析的典型曲线,提出的计算方法对于快速计算天然裂缝性气藏中水平井试井分析的典型曲线具有实用价值。     

深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大。选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系。该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性。该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中。     

含气抽油机井套管气释放时机的确定

以含气抽油机井生产系统为研究对象，在分析其工作状况的基础上，根据能量守恒原理，采用节点系统分析方法和多相管流的相关公式，建立了确定含气抽油机井套管气释放时机的计算模型，编制了相应的软件并进行了实例计算。结果表明，套管气释放时机可通过井口套管压力值与油井动液面深度的变化关系进行预测，这样就简化了目前现场释放套管气的工作程序，为及时、准确地释放套管气，保证油井正常、高效生产提供了技术方法     

致密砂岩气藏水驱动态采收率及水膜厚度研究

储层水饱和度和采收率是油气藏勘探和开发的重要参数。采用半渗透隔板法测定ＺＢＸＲ气藏储层平均束缚水饱和度为２６％ ，应用理论公式计算其束缚水膜厚度为０．０４３ μｍ 。实验模拟水驱基质岩块的最终采出程度为４５％ 左右，相应的水膜厚度为０．１１９ μｍ 。为提高裂缝性致密气藏的最终采收率，则要控制水沿裂缝侵入以封闭基质中的天然气