一种能改善盐岩层固井胶结质量的饱和盐水胶乳水泥浆体系的研制

固井水泥浆与盐岩地层间难以形成有效胶结,是造成盐岩层固井质量差的主要原因。为解决这个问题,提出用饱和盐水胶乳水泥浆体系来改善盐岩层固井胶结面的胶结质量。通过试验优选出抗盐胶乳GR1、降滤失剂CG88L等添加剂材料,构建了一套饱和盐水胶乳水泥浆体系,室内对水泥浆体系的抗温性能及其与地层的胶结性能进行了评价。评价结果显示,饱和盐水胶乳水泥浆体系具有广泛的温度适应性和较高的胶结强度。与常规聚合物抗盐水泥浆相比,该水泥浆体系可将水泥浆与模拟盐岩地层的胶结强度提高20%以上,能够有效改善盐岩层固井胶结质量。     

Missan油田盐膏层钻井技术

Missan油田盐膏层含有高压盐水层,钻井液密度窗口窄,受其影响,钻井过程中出现了井漏、溢流、井眼缩径等多种复杂情况和事故。为解决这些问题,根据盐膏层蠕变速率和地层破裂压力确定了钻井液密度范围,选用复合有机盐钻井液体系,并进行了抗钙侵、沉降稳定性试验,使用具有井壁修整和倒划眼功能的钻具组合,采用双级固井技术且制定了固井防漏措施。经过现场应用,达到了防止漏失、压稳高压盐水、抑制地层蠕变的目的,固井质量合格,钻井工期从平均100.4d缩短至15.5d。这些技术对策有效解决了窄钻井液密度窗口条件下高压盐水对盐膏层钻井造成的困难,为同类地层钻井提供了经验。     

塔河油田盐层井φ206.4mm尾管固井技术

塔河油田石炭系存在盐膏层,由于其具有蠕变特性,造成下套管固井作业安全时间少、形成水泥环质量差以及固井水泥浆性能被破坏等问题,这些难题严重影响了该油田勘探开发的进展。目前,塔河油田开发过程中遇到的最大问题是石炭系盐膏层所造成的固井质量难题。针对上述问题,提出一套适合于塔河油田盐层井的φ206.4mm尾管固井技术,即利用φ206.4mm尾管封隔盐层,下尾管前计算下套管固井的安全时间,对原有井眼进行扩眼施工来提高下套管固井的安全性,应用高抗盐水泥浆解决由盐层的溶解造成水泥浆性能不稳定的问题。通过现场应用表明,该固井技术可以消除盐膏层蠕动给固井作业带来的危害。     

水泥浆聚合物降滤失剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)和丙烯酰胺(AM)等3种单体为主要原料,采用水溶液自由基聚合的方法合成了一系列聚合物水泥浆降滤失剂,并研究了单体配比、反应温度、引发剂浓度对聚合物水泥浆降滤失剂性能的影响。结果表明,最佳单体质量比(AA∶MA∶AM )为25∶10∶65,反应温度为40℃,引发剂加量为单体总量的1.0%。与常用的几种水泥浆降滤失剂相比,合成样品 JLS 的降滤失性能最好;JLS在水泥浆中加量为0.8%(以水泥的质量计)时,高温高压滤失量为72.3ml,比标准要求低77.7ml,且对表观黏度影响小;JLS 抗温性达120℃;抗盐性满足标准(SY/T 5504.2-2005)要求;JLS和模拟水泥浆体系中的外加剂具有良好的配伍性。     

DY高效冲洗隔离液在长庆储气库固井中的研究与应用

针对长庆储气库固井存在地层压力系数低、易垮易漏及固井时不易压稳、易发生窜流等复杂问题,通过引入特殊不规则棱形加重材料DRW-2S和高效冲洗剂DRY-100L而研究出具有冲洗/隔离一体化的、稳定性强和流变性好的DY高效冲洗隔离液体系。室内研究表明,该体系适用温度可达150℃以上,稳定性好,高温沉降稳定性不大于0.03g/cm3;对钻井液冲洗效率达到100%,界面胶结强度明显提高,且与钻井液、水泥浆具有良好的相容性;通过调整加重剂加量可配制密度在1.05~2.40g/cm3范围内任意可调的高效冲洗隔离液,可实现高效冲洗、顶替和平衡压力固井的目的。该体系在长庆储气库固井中已成功应用了3井次,固井质量优质,在长庆储气库固井中具有很好的推广应用价值。     

纳米低密度水泥浆体系在页岩油水平井固井中的应用

江汉盆地盐间页岩油储量丰富,主要采用水平井和分段压裂方式进行开发.江汉油区盐间页岩油水平井固井存在地层承压能力低、极易压漏地层、水平段封固段长易漏失、气层活跃易发生油气水窜、水平段要进行分段压裂等难点,对固井水泥浆的综合性能要求较高.而常规漂珠低密度水泥浆流变性能差、候凝时间长、水泥石强度低,难以满足现场固井质量要求.针对上述问题,开发了一种新型纳米液体减轻剂CP-56,该材料悬浮稳定性好,通过增大水灰比降低水泥浆密度,可迅速与水泥反应产生交联结构,提高浆体稳定性.辅以适当外加剂,形成了密度在1.40～1.60g/cm3的纳米低密度水泥浆体系.室内试验结果表明,该体系浆体流变性好,失水量小,稠化时间可调,防气窜性能好,抗压强度发展快且强度高,防漏能力好;现场成功应用在江汉油田蚌页油1 HF井,固井质量优质,具有良好的推广应用前景.     

高密度复合盐水钻井液体系在伊拉克Missan油田盐膏层中的应用

为解决伊拉克Missan油田复杂盐膏层蠕动、盐重结晶、钻具阻卡、井漏、高压盐水层溢流等复杂问题,优选了密度高达2.2~2.35g/cm3的复合盐水钻井液,在伊拉克Missan油田800m巨厚盐膏层中成功应用。该钻井液性能稳定,悬浮性强,易于维护,具有良好的流变性,能有效抑制盐、石膏的溶解和泥页岩分散、膨胀,并且有很强的抗盐侵、抗膏侵、抗钻屑污染能力,充分满足了该区块盐膏层井段地层特性和安全钻井对钻井液技术的要求,并取得该地区盐膏层钻井100%成功率的应用效果,为解决巨厚复杂盐膏层钻进及顺利完成伊拉克项目提供了关键性技术保障。     

颗粒级配技术的超高密度水泥浆体系研究

为实现缅甸A地区浅层高压气、低温超高密度的油气井的固井,根据紧密堆积理论的颗粒级配原理,在室内建立了紧密堆积颗粒级配模型,通过在单位体积水泥浆内增加固相颗粒,尽量降低水泥浆的水灰比,实现水泥浆体系密度的增加和水泥浆性能的改善。根据颗粒级配模型,利用室内优选出的加重剂铁矿粉的不同粒度颗粒进行了级配加重试验,利用复配后的加重剂所配置的高密度紧密堆积水泥浆体系性能优良,现场固井质量优良,验证了所建立的紧密堆积模型的可靠性。同时,开发和优选了适合高密度水泥浆的外加剂体系,完成了国内首次密度为2.80g/cm3的超高密度水泥浆体系的研制,加有纤维的高密度水泥浆体系具有良好的防漏堵漏功能。     

盐膏层固井技术在塔河油田的应用--以TK1127井为例

盐膏层的塑性蠕动容易导致缩径、井壁坍塌,盐膏层的溶解会污染水泥浆,从而导致套管下入困难、水泥环质量下降和套管挤毁等固井问题。在分析盐膏层特点和固井难点的基础上,以塔河油田TK1127井为例,阐述了盐膏层固井工艺技术。现场应用表明,利用该技术能够对盐膏层井段进行有效封固。     

固井水泥浆胶乳的合成及性能评价

针对常用的胶乳水泥浆抗盐性能较差、其性能易因盐侵而大幅下降、不利于水泥浆的泵送作业等问题,以丙烯酸丁酯、苯乙烯、衣康酸和功能单体为原料,利用水溶液聚合法合成了一种适用于固井作业水泥浆的胶乳。对产物进行了红外光谱分析,综合评价了胶乳水泥浆体系的性能。研究结果表明,该胶乳沉降稳定性好,抗盐性能优良,加入到水泥浆中可有效降低胶乳水泥浆的游离液量和滤失量,并有效提升水泥石的力学性能。与丁苯胶乳和氯丁胶乳相比,合成的胶乳综合性能更为优良,可有效解决普通固井水泥浆体系稳定性差、脆性大等问题。     

双凝双密度水泥浆体系在方正地区固井中的应用

方正地区地层流体分布状况不清，固井封固井段较长，固井质量难以保证。为解决方正地区易漏失及长封固段井的固井质量问题，在分析影响固井质量主要因素的基础上，通过室内试验，优选出双凝双密度水泥浆体系。研究结果表明，当该体系的首浆密度为1．60g／cm3（缓凝剂加量6ml）、尾浆密度1．90g／cm。（速凝剂加量为12％）时，可以降低长封固井段施工水泥浆的液柱压力，减少地层漏失，有效保护油、气层，从而显著提高了固井质量。     

一种新型水溶性两性聚合物的合成与性能评价

以甲基丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯磺酸钠、二甲基二烯丙基氯化铵为单体进行四元共聚，合成出新型水溶性两性离子聚合物降滤失剂。并对合成温度、合成时间、单体加量及引发剂加量等反应条件进行了合理优化。对合成聚合物进行了抗温、抗盐、抗钙、降滤、防膨试验评价。结果表明，该合成聚合物具有较好的抗温、抗盐、抗钙、降滤以及防膨能力。在饱和盐水钻井液中的降滤失效果尤其显著，抗温能力达到200℃以上，能够满足高温钻井的需求。     

一种能有效保障井筒完整性的高强韧性水泥浆体系研究

固井后套管-水泥环-地层会形成一个胶结体,即固井屏障。固井屏障在油气井生产过程中,要受到各种载荷的作用,会导致固井屏障密封系统失效。为保证井筒的完整性,目前主要的解决办法是使用胶乳水泥浆体系,但是该体系有一个较大的缺点就是用量大、费用高。室内通过优选增韧材料GBS-51,其质量分数在2%~5%变化时,水泥浆性能能够满足常规固井作业的要求。为了能够在有效保证固井屏障良好完整性的情况下,降低生产作业成本,将GBS-51与胶乳复配(其中胶乳仅起到偶联剂的作用,用量较少),成功构建了一套高强韧性水泥浆体系,试验结果表明:该韧性水泥浆体系能够有效地控制成本,且适用温度范围广,可以满足不同井底温度的固井作业,形成的水泥石韧性以及其他物理特性优良,有利于保障井筒完整性。     

防漏堵漏低密度水泥浆室内研究与应用

涪陵焦石坝区块地质结构复杂,漏失严重。韩家店、小河坝、龙马溪等层位的裂缝性漏失尤为突出,固井作业过程中水泥浆漏失严重,导致水泥浆返高无法满足设计要求。为解决固井过程中水泥浆漏失问题,开发研制了一种防漏堵漏低密度水泥浆体系。室内评价结果显示,该水泥浆具有稳定性好、强度高、承压能力高的特性;在压差存在下,水泥浆体系能够快速形成致密薄韧的滤饼,有效阻止水泥浆向地层漏失。现场采用防漏堵漏低密度水泥浆封固直井段,现场固井施工顺利,水泥浆成功返出地面,72h候凝测井结果显示固井质量为优质,说明水泥浆有明显的防漏堵漏功能,具有推广应用空间。     

大位移井固井技术分析

针对大位移井固井过程中存在的问题,分析了套管居中度、水泥浆体系、顶替效率对固井质量的影响,提出提高套管居中度、实施低密度高强度水泥浆作业、优化钻井液性能、调整前置液结构以及提高顶替技术等措施,从而提高大位移井的固井质量。     

大港油田调整井固井技术的研究与应用

针对大港油田调整井存在的地层压力系统复杂、高压低渗、水侵严重、钻井液触变性强、虚泥饼厚、顶替效率差等难题,通过采用井眼准备、冲洗隔离液技术、两凝防窜韧性水泥浆技术、平衡压力固井技术等措施,形成了适合大港油田调整井固井的工艺及方法。现场应用10余口井,其中以大斜度井小5-23-1L井139.7mm油层套管固井为例,有针对性地优化固井工作液体系及工艺技术,确保了固井施工安全,保障了固井质量,扭转了固井质量差的局面,为提高大港油田调整井固井质量奠定了基础。     

一种抑制天然气水合物分解的高效冲洗液体系性能研究

海洋深水天然气水合物地层钻完井作业面临诸多问题,如深水低温环境、水泥环与地层胶结质量差、天然气水合物受热易分解等,研究一套能够在天然气水合物层提高固井质量的冲洗液体系,是保证海洋深水天然气水合物高效、安全开采的关键。室内根据天然气水合物固井对冲洗液的特殊要求,结合复合材料体系协同增效原理,开发了一套具有抑制天然气水合物分解特性的新型冲洗液体系。该冲洗液体系对模拟井壁冲洗率达到91.8%,与钻井液和低水化热水泥浆体系有良好的配伍性,并且能够在一定程度上抑制水合物的生成,不会对低水化热水泥浆固井产生不利影响。     

超高密度过饱和盐水钻井液体系研究

为解决巨厚盐膏层钻井及在盐膏层中定向造斜钻井的井壁稳定问题,必须要有高密度钻井液来平衡盐膏层蠕变。通过过饱和盐水设计、加重方式选择、处理剂优选与评价,建立一套超高密度过饱和盐水钻井液体系。结果表明：超高密度过饱和钻井液采用过饱和盐水设计,从根本上防止地层中的盐溶入钻井液。钻井液体系在密度2.60g/cm3时,依然具有较好的流变性能,塑性黏度小于60mPa·s,并且具有较好的抗侵污性能、抑制性能及抗温性能。     

三胶塞固井水泥头在海上高温高压井中的应用

高温高压气井的固井是一个世界级难题,高温高压条件下固井存在水泥浆难以有效压稳地层、容易发生气窜等问题,造成高温高压井段固井质量差,进而影响井筒完整性,不利于气田的高效开发。其中一个原因系固井首尾浆不同体系之间相互接触易发生污染,从而导致水泥浆性能变差,对此通过设计采用了三胶塞固井水泥头装置,利用上、中、下3个胶塞有效地将前置液、首浆、尾浆及后置液相互隔开,减少接触时间和接触面积,有效地保障了水泥浆的性能,实际应用后固井质量明显提高,确保了海上高温高压井的井筒完整性,为后续高温高压井的勘探开发提供了技术基础。     

准噶尔盆地南缘山前高陡构造高密度水基钻井液技术研究

准噶尔盆地南缘地区具有广阔的勘探前景,该地区钻井复杂事故多,导致钻井速度下降、钻井周期长。主要地质原因在于安集海河组地层岩性以泥岩为主,水敏性极强,易发生泥岩水化膨胀、分散而造成井眼缩径、井壁垮塌。为了提高南缘地区钻井速度,加快勘探开发进程,针对上述钻井难点,结合南缘地区地质资料及已完钻井的资料,对该地区钻井液技术进行了研究。根据安集海河组地层特点,室内对现场使用的PRT钻井液体系和有机盐钻井液体系进行了评价,优选出具有现有2种钻井液体系优点的高密度PRT-有机盐钻井液体系配方,并对该体系的抑制性、封堵性和抗污染性进行了评价。结果表明,该钻井液体系能很好地满足钻井工程的需要。将该新的钻井液体系在现场进行了应用,使用效果良好,其中A5井?311.1mm井段较邻井平均机械钻速提高22%,钻井周期缩短4d。