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文檔簡介
關于高密度固井水泥漿體系第1頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日一、概述
高孔隙壓力、井壁不穩定和塑性流動地層固井都需要高靜水壓力,要求利用高密度水泥漿進行固井。提高水泥漿密度的簡單方法是減少水用量,但這種方法會帶來很多問題和隱患,其最高密度也只能達到2.16g/cm3;當要求更高的水泥漿密度時,就需要加入高比重材料來提高水泥漿密度。為解決高密度水泥漿存在的問題,我院先后研究開發了G60高密度水泥漿體系、SQ高密度水泥漿體系和BXF高密度水泥漿體系。并成功地應用于油田固井,取得了良好的社會和經濟效益。第2頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日二、加重材料選擇
1、加重劑應滿足以下條件:材料的顆粒粒度分布與水泥相容。需水量少。不影響水泥水化進程,與其它添加劑有良好的相容性,同時對外加劑的吸附能力弱。
第3頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日2、幾種加重材料性能特性比較第4頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日
除了以上非水溶固體材料外,還可通過加入鹽提高水泥漿的密度,但這一方法要求詳細考察所用鹽對水泥漿性能的影響,以及對水泥石膠結的長期影響。此外,近年來根據顆粒堆積理論,還通過采用粗顆粒水泥來提高水泥漿的密度。例如采用H級水泥進行配漿,以提高水泥漿流動性能,增加漿體中膠凝材料含量,提高水泥漿早期和后期的抗壓強度。3、鹽及粗顆粒水泥第5頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日三、高密度水泥漿設計原則降失水性能:高密度水泥漿的降失水性能一般要求小于100mL;沉降穩定性:高密度水泥漿密度差別較大,易造成漿體材料離析,應保證良好的沉降穩定性;游離液:高密度水泥漿游離液含量較高,水泥漿設計時應盡量降低游離液含量;高溫環境:加入硅粉,需更多的加重材料,減少了膠凝材料的用量,應關注水泥石早期及后期抗壓強度;防竄性能:高密度水泥漿一般用于高壓油氣水層,應考慮體系的防竄性能;施工性能:高密度水泥漿一般流動性差,應考慮配漿工藝。
第6頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日四、高密度水泥漿配方和性能
我院近年來對高密度水泥漿體系進行了研究開發,目前已投入現場使用的有:
G60高密度水泥漿體系
SQ高密度水泥漿體系
BXF高密度水泥漿體系第7頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日
1、G60高密度水泥漿體系
①組成及特點組成:普通型或高溫型G60不滲透劑;緩凝劑H88、J-RL、G64;分散劑CF40S、CF40L;G60-S摻量一般為1.5~2.5%(占水泥質量),適用于與水泥干混使用;技術特點:G60-S不滲透劑水泥漿體系水泥漿流變性能好,具有降失水、防漏、防竄等多種功能;G60-S油井水泥不滲透劑對水泥漿具有一定的緩凝作用,對水泥石抗壓強度發展影響較小;適用溫度范圍55~155℃。第8頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日②G60高密度水泥漿性能
上述數據表明:由G60-S、鈦鐵礦、硅粉、H88、CF40S配制的高密度水泥漿,能有效地提高水泥漿密度,水泥漿各方面性能滿足固井施工要求。
第9頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日③G60高密度水泥漿的應用中國石油勘探研究院萬莊分院采用G60-S不滲透劑、GRO分散劑及G64中溫緩凝劑,采用重晶石粉為加重材料配制高密度水泥漿,在青海地區一口總公司重點科探井(冷科1井)中進行了施工。水泥漿設計密度達到2.40g/cm3,稠化時間控制在6~7h,API失水量控制在50mL以內。在實際施工中,水泥漿的最大密度為2.35g/cm3,平均密度為2.30g/cm3,固井結果令人滿意。第10頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日2、SQ水泥漿體系
①組成及特點組成:SQ系列抗鹽外加劑由SQ-2降失水劑、SQ-1增強劑、J-RL緩凝劑組成;
SQ-1摻量為2~3%(BWOC),
SQ-2摻量為1.5~3.3%(BWOC),J-RL摻量為0.2~1.5%(BWOC);SQ-2可與水泥干混,亦可水溶,但推薦干混使用;技術特點:SQ系列抗鹽外加劑適用于鹽膏層、堿層或高壓鹽水井及一般生產井的固井。適用溫度范圍40~120℃;API失水量≤250ml;游離液含量低;具有良好的抗鹽能力,抗鹽量可達18%;具有良好的抗竄能力和相容性;水泥漿具有良好的流變性能,過渡時間短;可與API各級水泥、硅石粉、重晶石、鈦鐵礦等外摻料配制出適合固井要求的水泥漿。第11頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日②SQ水泥漿性能密度水泥重晶石水SQ-2SXYJ-RLAPI失水稠化90℃強度119℃2.19100150842.51.01.5844002.19100150842.51.00.78018911.02.19100150842.51.01.29022510.0第12頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日采用SQ降失水劑,使用重晶石作為加重劑配制的高密度水泥漿體系在青海油田冷七2井固井中使用,固井井深3300m,采用雙級固井。該井施工順利,測井結果表明,固井質量良好。③SQ高密度水泥漿的應用第13頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日3、BXF-1高密度水泥漿體系
①組成及特點組成:BXF-1降失水劑、BXR-1中溫緩凝劑、BXR-2高溫緩凝劑,BXF-1的摻量為1.5~5.0%(占水泥量),可以干混和水溶;技術特點:本系列外加劑具有很好的抗鹽能力,可用淡水或鹽水配漿,抗鹽量可達18%;具有良好的防氣竄能力;API失水≤200ml;稠化時間可調。適用于循環溫度為70~140℃的高壓含鹽水層井及一般生產井的固井。可與API各級水泥和硅粉、重晶石、赤鐵礦、鈦鐵礦等外摻料配合使用,配制出不同密度的水泥漿。第14頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日②BXF-1高密度水泥漿性能
與Micromax配合失水可控制在50ml以下,性能更優越。
第15頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日③BXF-1高密度水泥漿的應用我院采用BXF-1降失水劑、赤鐵礦配制的高密度水泥漿在鴨深1井三開、四開進行使用,取得了良好的固井質量,是該區域固井質量最好的一口井。該井是大慶油田勘探分公司在柴北緣區塊布置的第一口重點探井,位于柴達木盆地北緣斷塊鄂博梁—鴨湖構造帶鴨湖構造上,地質情況非常復雜。三開固井采用雙級雙凝水泥,二級采用正常密度水泥漿,四開固井采用雙凝水泥,四開井段噴漏并存,要求嚴格控制水泥漿密度,其施工過程水泥漿配方和性能如下所示:第16頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日A、鴨深1井三開、四開固井水泥漿配方第17頁,共20頁,2023年,2月20日,星期日B鴨深1井三開、四開固井的水泥漿性能
抗壓強度的實驗條件為120℃、21MPa。
繼續第1
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