资源描述：
《超高密度水泥浆固井技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第7卷第1期新疆石油天然气Vo.l7No.12011年3月XinjiangOil&GasMar.2011文章编号:16732677(2011)01039-07超高密度水泥浆固井技术111221许树谦;苏洪生;柳建;王振昌;杜青才;张兴国(1、西部钻探工程有限公司;2、新疆油田公司)摘要:新疆准噶尔盆地南缘地质情况复杂,钻井过程中事故频繁、钻井速度慢、钻井周期长、井眼质量差,给固井作业造成了系列技术难题。为此,我院从1996年即开始对超高密度水泥浆固井技术进行了深入、系统
2、的研究,包括超高密度水泥浆设计及混配技术、高压井套管的强度设计及安全下入技术、窄安全压力窗口平衡注水泥技术、超高密度水泥浆顶替超高密度泥浆提高顶替效率技术和超高压地层流体压稳候凝技术,并通过单项技术的有机合成,形成了配套的超高密度水泥浆固井技术。该技术在安4井177.8mm技套固井首次应用并取得成功以后,又先后在安4井、霍10等多口井的油层套管固井中获得成功,取得了良好的应用效果。关键词:超高密度;水泥浆;固井中图分类号:TE256文献标识码:A3准噶尔盆地是我国油气资源的重要产能建设c
3、m,需用高密度甚至超高密度水泥浆固井,水泥浆基地之一,但是,其南缘山前构造带的地质条件相体系设计、混配、泵注困难;当复杂,主要表现为:(2)地层压力高、地应力高且严重不均,套管柱(1)部分地层异常高压;的结构设计、强度设计困难;(2)安全压力窗口窄;(3)高密度泥浆粘、稠,下套管过程中活塞效应(3)高压油气夹层和盐水层;明显,井眼缩径、跨塌、质量差,下套管困难;(4)强水敏性泥岩和软泥岩;(4)窄安全压力窗口,浆柱结构设计、平衡注水(5)地应力高,且最大、最小水平主应力相差值泥困难;较大;(5)粘稠的高密度水
4、泥浆顶替粘稠的高密度泥(6)受构造运动的挤压作用,地层严重碎破;浆不利于提高顶替效率,同时,环空流动压耗大、难(7)地层高陡,地层倾角最高可达70;以实现水泥浆紊流顶替,提高顶替效率困难;(8)纵向上压力系统不统一,高压、低压多套压(6)温度、压力对入井流体的流变性有显著影力系统共存。响,因此,可显著影响体系在井下的沉降稳定性,影响平衡注水泥设计、提高顶替效率设计的实施1技术难点效果;(7)高压地层流体活跃,容易在候凝过程中侵如前所述,该地区地质条件复杂,给该地区的入环空,破坏水泥浆柱的完整性、使其无法形成
5、优钻井、固井作业造成了系列的技术难题。在固井方质完整的水泥环,同时,影响固井第二界面的界面面主要有以下几个方面:胶结质量而引发环空窜流,压稳防窜候凝困难;(1)钻井过程中泥浆密度达到2.4~2.6g/收稿日期:2010-10-14修改日期:2011-02-19作者简介:张兴国(1974),高级工程师,博士,2004年毕业于西南石油学院石油工程学院油气井工程,主要从事油气钻完井工程,现任西部钻探克拉玛依钻井工艺研究院总工程师(通信作者)。39新疆石油天然气20
6、11年2技术措施(5)相容性问题更为突出高密度泥浆和高密度水泥浆都含有大量的处(1)设计并配制出性能良好的超高密度水理剂,因此,二者间的相容性问题较常规泥浆和水泥浆;泥浆更为突出。(2)实测入井流体在井下的流变特性及流变参(6)水泥石的强度难以得到保证数,并用其进行平衡注水泥设计和提高顶替效率体系中含有大量的加重材料,而加重材料本身设计;基本上没有任何胶结作用,因此,其加入势必会降(3)更符合井下实际的套管强度设计方法及安低甚至大幅度降低体系的强度。全下入方法;(7)高密度水泥浆的压稳防窜性能(4)充分进行
7、井眼准备工作,确保井眼稳定、清用高密度水泥浆固井的目的,就是要压住高压洁、畅通;地层流体,建立良好的凝结环境,但是,如不能采取(5)合理、可行的顶替技术;有效措施解决体系在凝结过程中的失重问题,将由(6)合理的浆柱结构、注、替排量,尽量实现平于体系失重、井底有效压力降低、压不住地层流体、衡注水泥;地层流体侵入环空、破坏水泥浆柱的完整性、使其(7)候凝过程中压稳地层流体,为水泥浆创造无法形成优质完成的水泥环而引发环空窜流。一个良好的凝结环境。(8)体系的适应性3超高密度水泥浆体系设计与混配室内实验温度、压力与
8、井下实际温度、压力之间难以完全一致,实验材料与现场材料之间、不同技术批次材料之间难以完全一致,室内混拌条件与现场3.1难点混拌条件之间存在较大的差别,再加上现场配浆时(1)流变性控制困难液灰比波动等原因,使现场所配水泥浆的性能与设为提高体系的密度,需在体系内加入大量的加计性能之间存在一定的差异,因此,水泥浆体系必重材料,同时,需尽量降低体系的液灰比,因此,体须具备良好的适应性,尤其是对前述差异的适
