适合小井眼单通道井固井水泥浆体系研究.pdf

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2014年2月第36卷第2期JournalofOilandGasTechnology(J．JpI)Feb．2014Vo1．36No．2适合小井眼单通道井固井水泥浆体系研究金勇，许明标，王晓亮(长江大学石油工程学院，湖北武汉4301oo)[摘要]小井眼单通道井将小井眼钻井技术与单通道井技术相结合，由于环空间隙小以及只有一个油管通道的特点，在固井中对水泥浆的性能及安全性提出了更高的要求。通过室内比较研究，针对小井眼单通道井固井的特点，提出了一套用D级水泥配制的低黏聚合物水泥浆体系，该体系流变性能好，滤

2、失量小，零自由水，稳定性好，密度和稠化时间可调，韧性好，安全性能好，能满足小井眼单通道井固井对水泥浆的各项要求，具有良好的应用前景。[关键词]小井眼；单通道井；固井；水泥浆[中图分类号]TE254[文献标志码]A[文章编号]i000—9752(2014)02—0105—05在油田开发的中后期，．开采未被开发的储量难度越来越大，采用常规的钻完井模式开采的话，投入高，风险大，经济效益不高。此外，针对一些边际油田和那些单井产量不高的区块，也不适宜采用常规的钻完井模式。小井眼单通道井将小井眼钻井技术与单通道井技术相结合，采用小的井眼尺寸，

3、简化的井身结构设计和生产管柱设计，完井作业不占用钻机时间，能够最大限度地降低钻完井费用。同时根据调研的国外成功开发经验，小井眼单通道井技术可用于开发煤层气、页岩气资源，因此单通道井可为非常规油气资源的开发提供重要的技术基础uj。1小井眼井与单通道井的区别小井眼井指的是7O的井深直径小于177．8ram的井_3]，其主要特点就是井径较常规井小，环空间隙小；单通道井是一种用油管代替套管，并对油管实施固井和射孔的一种油气生产井钻完井方式。小井眼井与单通道井的主要区别在于二者井身结构的不同，小井眼井与常规井的井身结构相同，完井后存在2个流

4、通通道，一个是用于油气生产的油管，一个是用于压井用的油管与套管的环形空间；而单通道井只有一个用于油气生产的油管通道，油管与地层(或套管)之间直接用水泥环封死。因此，单通道井可能是小井眼井钻井后完井，也可能是常规井钻井后完井。2小井眼单通道井固井技术难点小井眼单通道井固井的难点既包括小井眼固井难点，也包括单通道井固井难点。因此，小井眼单通道井固井难点主要体现在以下几个方面：1)小井眼井由于环空间隙小，在注水泥过程中阻力大，需要较高的施工压力，风险较大。2)小井眼井顶替效率低、套管居中度低，对固井质量影响较大。3)小井眼井水泥环薄，水

5、泥石强度低，水泥石与地层、套管的胶结质量难以保证L4]。4)小井眼较窄的环空间隙容易导致水泥浆处于高的剪切状态下，从而引起水泥浆的快速失水或脱水，造成桥堵、憋泵甚至压漏地层。5)单通道井没有传统井眼的压井通道，固井风险较大，需要下入井下安全阀，为保证安全阀不受固井水泥浆的不良影响，对水泥浆的性能提出了更高的要求。[收稿日期]2013～09—20[作者简介]金勇(1987一)，男，2011年大学毕业，硕士生，现主要从事钻完井方向的学习与研究工作。石油天然气工程2014年2月6)单通道井与常规井相比，井身结构较为简单，在井下遇到问题需

6、要大修时，不能像常规井那样使用井下工具，而是采用侧钻的方式，在固井设计水泥浆返高时要考虑侧钻的要求。3小井眼单通道井固井水泥浆体系性能评价3．1低黏聚合物水泥浆体系常规性能小井眼单通道井固井水泥浆体系需要水泥浆具有低黏、零自由水、滤失小、稳定性好、抗压和抗折强度高以及稠化性能和安全性能良好。室内研究出了适用于小井眼单通道井固井水泥浆体系，表1为低黏聚合物水泥浆体系性能评价。由表1可知，该水泥浆体系具有较好的抗压强度。1低黏聚合物水泥浆低温配方：D级水泥+37．0实验室淡水+0．5消泡剂CX66L+2．0％弹性乳液GR1+3．5降失

7、水剂CG83I一D10+8．09／6孔隙支撑剂MX+1．0分散剂CF44L+0．15％缓凝剂H63I+0．2纤维BING-I(配方中百分数为质量分数，下同)。2低黏聚合物水泥浆高温配方：D级水泥+35．0硅粉SSA1+42．0实验室淡水+0．5消泡剂CX66I+2弹性乳液GR1+5降失水剂CG83L—D10+8．3孔隙支撑剂MX+1．5分散剂CF44L+0．3～0．8缓凝剂H63L+0．3纤维BING—I。表1低黏聚合物水泥浆体系常规性能注：N3、～分别为六速旋转黏度计3、6r／min对应的读值；VAPl为API滤失量。3．2水泥

8、浆体系流变性能评价室内针对不同温度下低黏聚合物水泥浆与胶乳水泥浆流变性进行了对比，并确定其流变模式，试验结果见表2。3胶乳水泥浆配方：G级水泥+37．0实验室淡水+0．5消泡剂CX66L+2．0Ao弹性乳液GR1+3．5％降失水剂CG83L—D10