深水表层固井水泥浆体系在LH29-2-2井的应用.pdf

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年4月第36卷第4期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Apr．2014Vo1．36No．4深水表层固井水泥浆体系在LH29-2-2井的应用范鹏(中海油服油田化学事业部深圳基地，广东深圳518067)宋茂(中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，北京1ooo27)廖易波(中海油服油田化学事业部深圳基地，广东深圳518067)王清JI页，赵琥，罗宇维(中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，北京100027)[摘要]LH29—2—2井

2、是中海油服南海八号深水钻井平台承钻的第1口深水井。针对LH29—2—2深水井表层固井面临低温、表层压力窗口窄、容易漏失等技术难题，研究了深水表层固井水泥浆体系PC—LoLET，该水泥浆体系具有良好的低温早强效果、失水量小、稠化时间易于调整，水泥浆体系稳定等优点。现场应用证明，该深水表层水泥浆体系满足了深水表层固井现场施工的要求，可在未来深水、超深水井固井作业中推广应用。[关键词]深水井；低温；固井；水泥浆[中图分类号]TE254[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2014)04—0095—03随

3、着全球能源需求的不断膨胀，陆上大型油气田日益枯竭，人们逐渐将目光投向海洋，海洋油气资源主要分布在大陆架，约占全球海洋油气资源的60％，其中深水、超深水域的油气资源潜力可观，约占3o[1’z-。低温、海底松软地层、浅层流是这类地层的普遍特点。2012年3月BY深水区首个钻探目标LH29—2井组实施钻探，并获得净厚约25m的砂岩气层，标志着深水自营勘探的首钻成功，从此深水自营勘探进入实质性钻探实施阶段。1技术背景根据物探调查，井位将钻遇断层，存在井漏的风险；此外压力窗口(地层破裂压力梯度和地层孔隙压力梯度之间的

4、窗口)较窄，因此同时发生井漏和井塌的可能性较大。该井表层套管采用低密度水泥浆体系，低密度水泥浆的关键在于减轻剂的选择，且减轻剂需具备以下几个特点：①密度低；②抗压能力强；③稳定性好。国内外常用的有漂珠低密度水泥浆、膨润土低密度水泥浆及粉煤灰低密度水泥浆，各．自的最低密度限制值分别是1．4、1．6、1．55g／cm。。2深水水泥浆体系的开发2．1新型密度减轻材料选择根据低密度水泥浆体系对减轻剂的要求，室内研究了中空玻璃微珠PC-P62的相关物理性能(表1)。作为一种新型的无机填料，具有密度小，抗压能力强，稳定

5、性优异等特点L3。使用空心玻璃微珠PC—P62配制低密度水泥浆有以下几个方面的优点：①空心玻璃微珠PC—P62易混合，容易泵送，不可压缩；②抗压能力强，不易破碎；③密闭性好，不易被其他流体影响，可以使密度保持稳定；④配制的水泥浆具有很好的兼容性；⑤微珠的各向应力一致减小了水泥在固化后的收缩；⑥内部有少量气体存在，因此有很好的保温作用，这样可以加快水泥的水化速度，使水泥在短时间内就有较高的强度_4J。[收稿日期]2013—10—31[作者简介]范鹏(1983一)，男，2005年大学毕业，工程师，现主要从事油气

6、井固井工艺技术研究与管理工作。石油天然气工程2014年4月表1PC—P62人造玻璃微珠物理性能鉴于深水、超深水固井存在表层压力窗口很窄，海底水泥浆受到的水深压力高及空心玻璃微珠PC—P62优良的性能，因此选择PC—P62作为新型密度减轻材料。2．2水泥浆体系设计原则低密度水泥浆的配制理论为颗粒级配紧密堆积，即通过合理的调整水泥浆中的固相材料的粒径及其分布，使固相颗粒能够紧密堆积，从而提高水泥浆中的固相体积分数，进而配制出低密度高强度的水泥浆。低密度水泥浆的配制应遵循以下几个原则：①选择合适的密度减轻材料，同

7、时要注意减轻材料对用水量的要求；②配制的水泥浆应具有较好的稳定性能，即无游离水，失水量小；③水泥浆稠化时间可调；④水泥浆应具有较好的流变性能；⑤为使水泥浆具有较高的早期强度，可以适当放宽水泥浆失水和游离水等性能要求，但前提是水泥浆性能对固井质量影响较小。2．3深水表层水泥浆体系及性能评价根据LH29—2—2井的实际井况要求，结合开发的新型密度减轻材料，在室内做了大量的配方优化试验，得出了水泥浆PC—IoLET配方，并对水泥浆性能进行了详细的评价(见表2)。首浆：100G级水泥+15人造玻璃珠PC—P62+1

8、7增强剂PC—BT1+1抑泡剂PC—X66L+1消泡剂PC—X60I+1早强剂PC—DA92S+0．6降失水剂PC—DG72S+1早强剂PC—DA93L+0．9分散剂PC—DH41I+2O防窜增强剂PC—GS12L+淡水尾浆：100％G级水泥+15人造玻璃珠PCP62+17增强剂PC—BT1+0．5抑泡剂PC—X66I+1消泡剂PC—X60I+0．8早强剂PC—DA92S+0．45降失水剂PC—DG72S+0．8