合平4致密油水平井韧性水泥浆固井技术-论文.pdf

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1、第31卷第4期钻井液与完井液V01．3lNO．42014年7月DR【LLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDJuly2014doi：10．3969d．issn．1001—5620．2014．04．018合平4致密油水平井韧性水泥浆固井技术高云文，刘子帅，胡富源，冯宇思2，于永金，张华(1．低渗透油气藏勘探开发国家工程实验室·长庆油田油气工艺研究院，西安；2．中国石油集团钻井工程技术研究院，北京；3．长庆油田工程技术管理部，西安)高云文等．合平4致密油水平井韧性水泥浆固井技术[J]．钻井液与完井液，20

2、14，3l(4)：61．63．摘要长庆油田延长组由于致密油层物性差、孔隙度和渗透率低，开采难度较大，因此需采用长水平段的大型压裂技术才能获得产能。普通水泥石是多孔、脆性大的材料，大型体积压裂易致水泥石破裂。为了提高水泥环抗冲击能力，确保水泥环的层间封隔能力，研制开发了以增韧材料DRE．100S和乳胶粉DRT-100S为主剂的韧性水泥浆体系，该体系的24h抗压强度为22．9MPa，弹性模量相比普通水泥石降低3O％以上，实现了水泥石“高强度低弹性模量”韧性改造，增强了水泥环在动态冲击条件下的层间封隔能力。该体系成功应

3、用于长庆油I丑合平4井139．7mm生产套管固井，固井质量优质，可以推广应用。关键词致密油；水平井；韧性水泥浆；弹性模量；固井中图分类号：TE256．6文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)04。0061．03在压裂施工过程中，套管内的压力变化对水泥量[3-7]o针对合平4井压裂施工对水泥石力学性能的环造成破坏，因此需对水泥石进行韧性改造，使其具需求，利用韧性材料本体的低弹性模量特性，通过在有“高强度低弹性模量”的特性[1】。合平4井是长庆水泥浆中加入颗粒状韧性材料降低外界作用力的传递油田部署在鄂

4、尔多斯盆地伊陕斜坡的一口重点致密油系数，实现对水泥石的韧性改造。水平井，完钻钻头尺寸为215．9mlTl，完钻井深为1．1韧性材料的开发3563m(垂深为1865．67m)，造斜点在井深15001)乳胶粉DRT-100S。DRT-100S是一种密度为m处，裸眼段平均井径为235．33mm，下人套管尺寸1．70g／cm的可再分散聚合物粉末，在与水混合后，为139．7mm，套管下入井深为3558m，上层套管可以恢复到其原始乳液状态，具有极突出的黏结强度，尺寸为西311．2mill，上层套管下深为290m。该井水溶性与

5、再分散性强。在水泥浆中，随着水化反应后续进行体积压裂施工，井口压力为40MPa，当水的进行，水化产物增多，乳胶粉DRT-100S逐渐聚集泥环受到径向交变应力作用时易产生微环隙，造成水在毛细孔中，并在凝胶体表面和未水化的水泥颗粒上泥环密封失效、环空窜流，对油气生产和井的寿命构形成紧密堆积层。由于水化使水分进一步减少，在凝成严重的威胁口]。针对理论模型分析与合平4井固井胶体上和孔隙中堆积的聚合物颗粒便凝聚成连续的薄设计要求，水泥石的抗压强度应在14MPa以上，弹膜，形成于水化水泥浆体互穿基质的混合体，并使水性模量应小

6、于7．5GPa，以达到水泥石的“高强度低化产物之间相互胶结，改善了水泥石的物理组织结构，弹性模量”。缓解了内应力，减少了微裂缝的产生，使水泥石达到“高强度低弹性模量”的特性『8J。胶乳粉放大200倍1韧性水泥浆的开发及其在水泥石中放大2000倍的照片见图1。主要通过在水泥中加入纤维、胶乳等对水泥石2)增韧材料DRE．100S是一种密度为1．70g／cm进行韧性改造，提高水泥石韧性及二界面的胶结质的白色、惰性颗粒状材料，自身具有较强的亲水性、第一作者简介：高云文，工程师，现在主要从事油气田钻井工艺技术研究及现场工作

7、。地址：陕西西安市未央区光明路新技术开发中心；邮政编码710021；电话(029)86590723；E-mail：gywencq@petrochina．tom．cn。第31卷第4期高云文等：合平4致密油水平井韧性水泥浆固井技术63浆的流动度为23cm，游离液在80℃条件下为0，说西139．7mm套管固井中成功应用，固井质量优质，明水泥环不易出现水槽，保证了水平段的有效封隔。后期压裂施工顺利。2)降滤失性能。当DRF一300S加量为2．5％时，参考文献当温度为5O、6O、70、8O℃时，API失水量为10、1O、1

8、2、16mL。水泥浆API失水量在50mL以下。汪汉花，高莉莉．固井水泥石力学性能研究现状浅析[J]．3)水泥浆稠化性能。低温缓凝剂DRH．100L对西部探矿工程．2010(4)：70．73．水泥浆稠化性能的影响见表3。由表3可知，韧性水WangHanhua，GaoLili．Researchstatusofwellcement泥浆在加入DRH．IOOL后，在40～8O℃范