固井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢-資料下載頁
2024-10-18 21:29本頁面
【導(dǎo)讀】作業(yè)水平及固井質(zhì)量逐年提高。隨著國內(nèi)外勘探開發(fā)的需要和鉆。共有十三類水泥，油井水泥外加劑共有13大類200多個品種。溶水泥、合成樹脂水泥。泥漿只不過是外加劑的載體。國外油井水泥外加劑主要以哈里伯。頓、BJ、休斯、德萊塞、道威爾、西方五家公司的產(chǎn)品為代表，液和沖洗液、清除鉆井液污染劑、特種外加劑。材料，基本上不影響鉆井液的其它性能。新型“鉆井”固井液與普通油井水泥漿相比，理和頂替技術(shù)，解決了廢棄鉆井液排放造成的環(huán)境保護(hù)問題。泡沫水泥漿由凈漿、氮氣、穩(wěn)泡劑及水泥漿處理劑組成?，F(xiàn)場設(shè)計的水泥漿密度由計算機自動控制。本，較常規(guī)低密度水泥漿成本降低三分之一左右。失敗的地區(qū)應(yīng)用泡沫水泥漿固井取得了良好的膠結(jié)質(zhì)量。用于A級水泥，而沒有考慮到低滲透、低失水。有助于防止氣竄的發(fā)生。成了水平井，直到70年代末至80年代初，水平井鉆井加速發(fā)展。封隔器④用膠凝材料膠結(jié)套管和尾管。
【正文】 25 水泥外加劑 鉆技公司近年來對水泥外加劑開展研究，研制出 ZJ101 降失水劑及 ZJ102 低密度高強度水泥漿，進(jìn)一步提高復(fù)雜井固井質(zhì)量。 （ 1） ZJ101 降失水劑 ZJ101 降失水劑選擇的外加劑體系是由 X和 Y兩種組分構(gòu)成，X 為降失水劑，是一種白色高分子聚合物溶液，加入水泥漿中聚合物分子吸附 在水泥顆粒表面，改善水泥漿的顆粒分布，增加水泥漿間隙水的粘性，當(dāng)水泥漿顆粒束縛成泥餅后，分子連環(huán)相互交錯，形成阻止濾液濾失的錯綜復(fù)雜的聚合物網(wǎng)絡(luò)，急劇降低水泥漿的失水，摻量較小，一般為水泥量的 5%，而且其摻量的大小對水泥漿的早期抗壓強度發(fā)展影響較小。 Y 是一種棕色液體，為低溫早強劑，可以縮短水泥漿稠化過渡時間，提高水泥漿的早期低溫抗壓強度發(fā)展，并具有輔助降失水和減阻功能，其摻量一般為水泥量 4%， X 和 Y 外加劑的復(fù)合使用形成水泥漿體系， ZJ101降失水水泥漿體系具有三個特點：①水泥漿的 API 失水控制在100ml 以下；②水泥漿的稠化接近直角稠化；③低溫下水泥石強度高。 為了滿足現(xiàn)場固井施工需要，我們采用哈爾濱 A 級水泥，在40℃和 45℃進(jìn)行室內(nèi)實驗，同時和原漿水泥漿的性能進(jìn)行了比較。水泥漿基礎(chǔ)配方為： A 級 +800g+X5%+Y4%+%消泡劑 ,水灰比為 ，通過調(diào)整水泥的加量可以使水泥漿的密度為 和，實驗結(jié)果如表 1： 26 表 1 ZJ101 降失水劑室內(nèi)實驗性能表 溫度（℃） 項目 40℃ （原漿） 40℃ （復(fù)配水泥漿） 40℃ （復(fù)配水泥漿） 45℃ （原漿） 45℃ （復(fù)配水 泥漿） 45℃ （復(fù)配水泥漿） 密度 g/cm3 初稠（ Bc） 22 17 22 23 18 22 至 50BC時間（ min） 179 65 53 90 54 43 至 100BC時間 （ min） 202 70 58 121 59 47 失水量（ ml） 1850 44 43 1900 53 49 抗壓強度 （ MPa） 38℃ 24 小時 原漿（密度 ） : 復(fù)配水泥漿（密度 ）： 復(fù)配水泥漿（密度 ）： 同時為安全施工，又進(jìn)行了水泥漿的污染實驗和相容性實驗，結(jié)果如表 表 3。 表 2 污染實驗：（稠化時間） 溫度： 40℃ 5%泥漿： 95%復(fù)配水泥漿 初始稠度： 23（ Bc） 稠化時間： 94(min) 25%泥漿： 50%水： 25%復(fù)配水泥漿 初始稠度： 9（ Bc） 稠化時間： 180(min) 溫度： 45℃ 5%泥漿： 95%復(fù)配水泥漿 初始稠度： 34（ Bc） 稠化時間： 79(min) 25%泥漿： 50%水： 25%復(fù)配水泥漿 初始稠度： 10（ Bc） 稠化時 間： 180(min) 表 3 相容性實驗 數(shù)據(jù) 配方 旋轉(zhuǎn)粘度計讀數(shù) Φ 600 Φ 300 Φ 200 Φ 100 Φ 6 Φ 3 100%泥漿 179 124 98 70 15 10 100%原漿 102 72 56 43 21 16 100%復(fù)配水泥漿 113 66 48 27 5 4 25%： 50%： 25% 泥漿：水：原漿 101 97 89 86 45 33 25%： 50%： 25% 泥漿：水：復(fù)配水泥漿 90 83 76 66 52 32 27 由上表可以看出，該外加劑體系不僅可以顯著降 低水泥漿的失水量，而且可以提高水泥漿的抗壓強度發(fā)展，縮短過渡時間，流變性較好，可滿足固井要求；污染實驗表明，水泥漿被泥漿污染后，其稠度有所增大，稠化時間有所縮短，這是一般水泥漿所共有的特點，主要是由于水泥漿中的鈣侵而引起的，打入一定的隔離液（水）可克服這一現(xiàn)象，泥漿、水、水泥漿污染混合實驗表明稠度降低，稠化時間延長，有利于施工的安全性，同時相容性實驗也說明，各體系間相容，流變性好。 （ 2） ZJ102 低密度高強度水泥漿 ZJ102 低密度油井水泥增強劑由較低密度、具有合理顆粒級配、富含 SiO2 材質(zhì)的膠凝材料 組成，能夠提高改善水泥漿的整體性能，可減小水泥漿的游離液、失水量并能減小水泥石收縮、縮短候凝時間、提高水泥石抗壓強度、抗腐蝕和防氣竄的能力且不受使用溫度和環(huán)境水質(zhì)的限制。 ZJ102 低密度高強度水泥漿是基于緊密堆積理論和顆粒級配理論設(shè)計的。根據(jù)組成物料的特性，進(jìn)行合理組合進(jìn)一步加工，保證物料顆粒之間緊密堆積并具有良好的顆粒分布和顆粒級配。 ZJ102 低密度高強度水泥漿是根據(jù)組成物料間的物理化學(xué)作用來確定的。為了提高低密度水泥漿的性能，在體系中添加具有水化活性的物理材料，不僅能夠發(fā)生自身的凝硬性反應(yīng)，而且 還可與水泥中的堿性物質(zhì)發(fā)生膠凝反應(yīng)，完全水泥物料的化學(xué)反應(yīng)，提高水泥漿的整體性能。 ZJ102 低密度高強度水泥漿性能，根據(jù)具體的實驗條件選用不同的外加劑，可配制出性能優(yōu)良、不同密度的低密度水泥漿；不 28 同密度的 ZJ102 低密度水泥漿綜合性能可見表 4。 表 4 摻增強劑的不同密度的低密度水泥漿推薦配比及性能 （循環(huán)溫度 56℃） 水 泥 漿 密 度（ g/cm3） 水泥漿 性能 流動度 cm 240 235 235 235 235 失水量 mL 36 34 28 24 24 游離液含量 mL 稠化時間 min 141 153 138 120 108 抗壓強度 MPa 24h 48h 為了滿足安全施工，選用鉆井現(xiàn)場常用的泥漿體系，在溫度 56℃條件下，分別對不同比例的混合液進(jìn)行稠化試驗和流變性試驗，試驗結(jié)果如表 5： 表 5 污染、相容性試驗結(jié)果 混合流體 試驗 溫度 初始稠度 Bc 稠化時間 min 5%鉆井液： 95%水泥漿 56℃ 25 119 25%鉆井液： 50%清水鉆井液： 25%水泥漿 56℃ 9 180 混合流體 試驗 旋轉(zhuǎn)粘度計讀數(shù) 溫度 Φ 600 Φ 300 Φ 200 Φ 100 Φ 6 Φ 3 100%鉆井液 56℃ 136 104 88 68 14 11 100%水泥漿 56℃ 115 66 49 28 5 4 25%鉆井液： 50%清水鉆井液： 25%水泥漿 56℃ 89 81 75 61 48 23 水泥漿密度為： ；水泥漿配方為水泥：漂珠：增強劑 :水 :降失水劑：早強劑：分散劑=100:14::::: 相容性實驗也說明，各體系間相容，流變性好。 （七）培養(yǎng)青年技術(shù)骨干 帶領(lǐng)公司級學(xué)術(shù)帶頭人賈付山、楊哲坤等人開展局級科研項目可視化固井施工現(xiàn)場監(jiān)測與指導(dǎo)系統(tǒng)研究。 帶領(lǐng)公司級學(xué)術(shù)帶頭人李天群、朱長波開展公司級科研項目地層壓力平衡工具研究及應(yīng)用。 帶領(lǐng)工程師鄭琦銘開展低密度高強度水泥外加劑研究。 三、存在問題及下步工作 29 調(diào)整井固井技術(shù)基本成熟，但是隨著油田注采開發(fā)引起地下動態(tài)變化出現(xiàn)新問題，在已開發(fā)出外加劑基礎(chǔ) 上，開展調(diào)整井水泥漿降失水劑等外加劑研究與應(yīng)用； 深井固井管串附件基本上滿足深井工藝需求，但是超深井超高溫管串附件有待進(jìn)一步攻關(guān)；深井固井水泥漿基本成系列，能夠解決高溫高壓長封井深井固井問題，但超深井超高溫固井水泥漿有待進(jìn)一步研究。 隨著欠平衡井逐年增多，泡沫水泥漿及超低密度水泥漿固井技術(shù)有待攻關(guān)。 進(jìn)一步推廣應(yīng)用地層壓力平衡工具及變徑套管扶正器，提高復(fù)雜井固井質(zhì)量。 加快對特殊工藝井的固井技術(shù)研究過程，如分支水平井完井技術(shù)，不斷儲備新工藝、新技術(shù)，滿足勘探開發(fā)的需要。 為了拓寬外部市場 需要，鹽膏層固井技術(shù)及煤氣層固井技術(shù)有待進(jìn)一步攻關(guān)。 為了提高固井施工水平，加快開展可視化固井施工現(xiàn)場監(jiān)測與指揮系統(tǒng)攻關(guān)研究。
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