国内外功能性固井水泥浆体系研究现状

来源 :中国石油学会2016年固井技术研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jkenclly
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随着油气勘探开发工作的逐步深入以及向深层、复杂地层、非常规储层、海洋等领域的拓展,油气井固井难度显著增加,对固井后水泥环长期密封性能要求越来越高,固井水泥浆体系的研发及应用面临新的挑战.文章主要从长封固段大温差水泥浆体系、韧性水泥浆体系、防腐蚀水泥体系、稠油热采井固井水泥浆体系、自修复(自愈合)水泥浆体系、深水固井水泥浆体系、酸溶水泥浆体系、液态可存储水泥浆体系等总结了近来国内外的技术进展.根据复杂井固井作业面临的挑战,从固井新材料及功能性水泥浆体系两方面提出了今后的主要攻关方向.在功能性固井工作液研究方面应重点加强高温大温差水泥浆体系、水泥石长期抗高温问题、水泥环弹塑性改造、紧密堆积优化水泥浆设计及技术应用、水泥浆体系及性能完善、胶乳水泥浆及弹塑性水泥浆等难题。
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针对G级油井水泥的体积收缩问题,研究了两种不同G级油井水泥体积收缩特性及其力学性能,并考察了80℃下三膨胀源(CSA-CaO-MgO)晶体膨胀剂(SCM)及多膨胀源晶体膨胀剂(F17A)的膨胀性能及对水泥石力学性能和孔结构的影响.结果表明:不同生产厂家的c级油井水泥烧成工艺、熟料矿物组成、颗粒粒径不同,会导致水泥浆体的各项性能不同。80℃常压水养条件下,LQ G级油井水泥石28d线收缩率(0.03
油井水泥的粒径与其性能及用途密切相关.借助普通球磨机、行星式球磨机和高能纳米冲击磨三种粉磨装置制备了不同粒径的G级油井水泥,评价了不同粒径分布油井水泥浆体的基本性能、力学性能和工程性能.利用扫描电镜(SEM)、等温量热仪(ICC)和压汞仪(MIP)分别测试不同粒径水泥颗粒的微观形貌、早期水化放热速率及水泥石孔结构.结果表明:物理粉磨方法只能将颗粒超细化而无法纳米化;相同水灰比时,水泥颗粒粒径分布对
使水泥环保持较好的韧性对于保证井筒完整、安全性和延长油气井寿命具有非常重要的意义.围绕目前水泥环韧性力学测试中存在的诸多技术难题,利用数值模拟和室内评价等手段,对国内外典型弹性、柔性、韧性和纯水泥体系在不同加载速率、应力-应变曲线不同取值区间、不同围压及不同温度下的力学性能进行了探索和研究.结果表明:在较高加载速率下,水泥石应力—应变曲线平滑,且屈服阶段较明显,说明较高的加载速率能较为真实反映水泥
准确评价固井质量对固井技术的应用和发展具有重要的指导作用.现场通常采用声波胶结测井评价固井质量,然而这种方法通常不能给出水泥环的封隔能力,而固井的主要目的之一是有效封隔地层.为了能准确评价固井质量,本文通过室内模拟评价实验,在同一套装置上同时进行声波胶结测井与水力封隔能力两项评价实验,对延时测井条件下的固井质量进行评价研究,在此基础上,初步建立了固井胶结指数与水泥环封隔能力的关系,进一步拓展了固井
振动固井技术可以通过振动加快水泥颗粒的相对运动,使水泥充分水化,减小或消除水泥浆的静切力,从而提高顶替效率,保证固井质量.由于冀东油田受海油陆采条件制约,存在大斜度、长位移井顶替效率低、水泥环界面胶结质量差等问题.为此,在冀东油田南堡区块进行振动固井技术试验,结果表明,与未应用振动固井技术的邻井相比,固井质量显著提高.应用井固井质量合格率达100%,优质率90%.
涠洲12-2油田某区块φ215.9mm井眼设计中井斜和方位变化大,穿越断层,下套管过程可能遇阻;同时尾管固井环空间隙小,居中度不好,顶替效率低,油基钻井液驱替困难.为了确保尾管段固井质量,优选了中石化工程院改进型多功能尾管悬挂器,实现了全部9口井的下入和固井过程的全程旋转,以及固井后的环空封隔,配合COSL-Preflush冲洗液、隔离液以及聚合物增强水泥浆体系,固井后,SBT测井解释,固井质量与
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固井水泥抗高温降失水剂是目前国内外深井、超深井固井领域最重要,同时也是开发难度最大的固井水泥处理剂.它不仅能降低水泥浆在高温、超高温下的滤失量,确保体系的高温稳定性,同时,与缓凝剂一起对固井施工安全起决定性作用.文章从聚合物降滤失机理入手,结合分子结构设计,通过优选新型单体材料、特性官能团通过大量的合成工艺试验,开发出抗温、抗盐能力强,分子量大小、分布更加合理的具有微交联结构的新型高分子共聚物降失
紧密堆积技术是高性能固井水泥浆体系设计的关键技术,可有效解决复杂井况条件下高密度水泥配合比设计面临的难题.本文通过颗粒表面性能和粒径分布测试,优选出适合于紧密堆积设计的加重材料;以可压缩堆积模型为基础,预测了多元颗粒体系堆积密实度,结合需水量预测,形成了一套高密度水泥浆体系设计方法和设计软件,通过软件计算了水泥-BCW-500S-赤铁矿粉三元体系水泥浆配比,并对水泥浆性能进行了测定.测试结果表明,
伴随油田长期的注水开发,井下环境越来越复杂.在复杂地质因素的影响下,固井后易发生浅层管外冒油、气、水的现象.常规挤水泥可以达到二次密封窜流通道的效果,但一次治理成功率较低.本文将膨胀水泥技术、触变胶凝技术、低温早强防窜技术及管外窜槽封堵技术相结合的配套技术应用在水泥浆体系中,通过外加剂的研制及对水泥浆体系性能的评价,研发出了治理浅层管外冒水泥浆体系.经现场应用,该体系性能指标可满足现场要求,在治理