论文部分内容阅读
随着对复杂油层如古潜山油藏、海相碳酸盐岩裂缝油藏的勘探开发,对水泥浆的性能提出了较高的要求,特别是深井低压易漏、长封固段和多压力体系固井施工,要求水泥浆稳定性好、密度低、强度高、收缩率低。常规低密度水泥浆体系已经无法满足技术需求,因此我们研制出一种密度范围在1.10～1.25g/cm3,温度范围45～75℃超低密度水泥浆体系。该水泥浆体系使用减轻剂DRL-1S空心玻璃微珠降低水泥浆密度。此减轻剂承压能力高,承压能力14-90MPa不等；减轻效果明显,当加量占水泥的70%时,水泥浆密度可以降到1.10g/cm3；减轻剂漂浮率均在92%以上；成本低,与国外3M减轻剂相比降低了55%,因而降低了超低密度水泥浆成本。由于体系中加入大量的减轻材料,使其处于不稳定状态,因此向超低密度水泥浆体系中加入粒度较细的增强材料DRB-2S来提高其稳定性。增强材料DRB-2S比表面为8000～20000cm2/g,平均粒度7.58微米。它不仅能发生凝硬性反应,还可进一步充填水泥石孔隙,形成更加致密的水泥石。显著提高了低密度水泥浆的强度、稳定性等。利用紧密堆积原理,设计水泥、增强材料、减轻剂的比例关系,计算超低密度水泥浆体系整体颗粒的堆积率。以减轻剂为骨架,使用水泥与增强材料对减轻剂的有效填充。实现水泥、增强材料、空心微珠最大堆积率,提高水泥石的长期强度。优选出配伍性较好的固井外加剂降失水剂DRF-100S早强剂DRA-1S、分散剂DRS-1S作为超低密度水泥浆体系的固井外加剂。降失水剂DRF-1OOS加量水泥的1.8%,水泥浆API失水量小于100ml,使用温度范围为30-95℃,一般加量范围为1.0～2.0%；早强剂DRA-1S,在体系中随着加量的增加稠化时间线性变短,有一定的增稠现象,可以提高体系的稳定性,一般加量范围在1.5-3.5%；分散剂DRA-1S,加量严格控制在占水泥的0.3-0.8%,加量过大会导致浆体稳定性变差。因此,利用减轻剂、增强材料以及配伍性较好的固井外加剂通过大量实验,得出超低密度水泥浆体系的配方并对其进行性能评价。结果如下：BP试验,水泥石密度差均小于0.03g/cm3；API失水量小于100ml；水泥石早期强度55℃,密度1.10g/cm3,10MPa48h；密度1.20g/cm3,12MPa/24h,17MPa/48h；长期强度24～27MPa；稠化时间180～300min可调；室内实验评价结果良好,因此对该体系进行现场实验。现场试验三口井：高3-62-180井、高3-61-166井、高3-61-156井现场固井质量均优质。