泡沫水泥浆固井工艺技术.docx

泡沫水泥浆固井工艺技术唐登峰南步银(中原石油勘探局钻井三公司,河南濮阳457001)摘要花土沟油田是青海石油管理局1个开发多年的主力油田,井深为1300m左右,现在所钻的井多为调整井,地层压力系数很低,仅为0.6～0.8,油层分布特点是薄、散、多,且上部80～150m还有浅气层,油层固井要求全井封固,水泥返至地面。该区块原来油层固井合格率为92%,优质率仅为48%,固井质量严重影响了该油田的产能建设和合理开发。为了解决这一固井难题,对泡沫水泥浆固井技术进行了研究,并对5口井进行了油层封固,固井施工顺利,未发现漏失现象,经声幅测井证实,5口井水泥均返至地面,油层固井优质率高达100%。实践证明:这种新型的低密度化学泡沫水泥解决了低压易漏井、长封固段井和稠油热采井的固井难题,提高了固井质量,缩短了建井周期,节约了成本,经济效益十分显著。主题词花土沟油田固井泡沫水泥浆低密度发气剂稳泡剂作者简介唐登峰,1963年生。1983年毕业于长庆石油学校钻井专业,现从事固井工作,工程师。南步银,1961年生。1983年毕业于长庆石油学校钻井专业,现从事固井工作,工程师。1.10g/cm3。以前采用常规水泥浆固井,水泥浆密度为1.85～1.90g/cm3,由于静压差太大和“U型管”效应的影响,固井漏失在所难免。3.固井易窜槽花土沟油田浅气层埋深80～150m,且异常活跃,固井候凝时,环空易窜槽。二、采取的技术措施1.根据钻井时漏失量的大小,在下套管前要求预堵漏,保证井眼畅通,井下安全。2.下套管时严格控制下放速度,及时灌钻井液,下完套管后先灌满钻井液,单凡尔顶通,待返出、泵压正常逐渐增大循环排量,防止压力激动造成井漏。3.下完套管后充分循环钻井液洗井,确保井眼通畅,并在保证井下安全的前提下,调整钻井液性能,使其达到低粘度、低切力、低固相、低失水,且具有良好的流动性。4.选择配浆量大的低密度新型泡沫水泥浆,既可以大幅度地降低水泥用量,又能降低静压差和流动阻力,防止井漏。5.由于花土沟油田的井未装封井器,所以固井前装好井口卡瓦,焊好接头管线,装好闸门,固井后关好闸门,防止油气上窜。6.选用优质隔离液,提高顶替效率。对于漏失严重的井采用塞流顶替,控制环空返速小于等于0.50m/s,减轻“U型管”效应。花土沟油田是青海石油管理局的主力油田,且是开发多年的老油田,该油田井深在1300m左右,现在所钻的井多为调整井,油层井身结构为?216mm钻头×?139.70mm套管或?216mm钻头×?177.8mm套管。该区块地层压力系数很低,仅为0.6～0.8,要求钻井液密度小于等于1.10g/cm3。该油田油层分布特点是薄、散、多,且上部80～150m还有浅气层,油层固井要求水泥返至地面,全井封固。该区块近几年油层固井几乎都发生不同程度的漏失,声幅测井证实,发生井漏的井少则低返100m左右,多则低返500m左右,有些井需要射孔挤水泥补救。该油田原来油层固井合格率为92%,优质率仅为48%,固井质量严重影响了油田的产能建设和合理开发,为解决这一固井难题,开展了泡沫水泥浆固井工艺技术研究。一、影响固井质量的主要原因通过对固井资料进行整理,结合声幅图和施工情况进行了分析,找出了影响花土沟油田固井质量的主要原因。1.地层易漏失花土沟油田地层压力系数很低(仅为0.6～0.8),封固段长,水泥量大,环空流动阻力大,易诱发井漏。2.水泥浆体系选择不当花土沟油田地层很脆弱,承压能力很低,钻进时要求钻井液密度小于等于唐登峰等:泡沫水泥浆固井工艺技术31三、优选水泥浆配方化学泡沫水泥是一种新型的低密度水泥,是靠化学反应形成的。化学剂主要由发气剂FCA、FCB和稳泡剂FCF组成,其中FCA与FCB和水接触在常温常压下就可发生反应生成氮气。发气量的大小与发气剂的配比和加量有关。稳泡剂的加量主要受发气量大小(即发气剂加量)的影响。试验结果证明,FCA、FCB与FCF的最佳配比为7∶3∶7。泡沫水泥浆成本和综合性能使发气剂FCA与FCB的加量受到一定限制。因此为了获得密度更低的水泥浆,必须在水泥中加入减轻剂以降低水泥基浆密度。经过筛选,发现漂珠具有密闭、粒细、质轻和活性等特点,且只需要用较少的水润湿其表面,就可使漂珠水泥浆具有一定的流动性,所以选择漂珠做为基浆的减轻剂。为了提高该新型泡沫水泥浆的综合性能,使其满足不同井的工程要求,可加入适量的增强剂FCP、缓凝剂FCR及降失水剂FCW,调节水泥浆的性能,使它具有更广泛的用途。结合花土沟区块地下特征和具体情况,通过多次室内试验,优选出的水泥浆配方为:G级嘉华水泥+1.5%FCA+1%FCB+2%FCF+10%PZ。试验条件:水灰比0.6,40℃/20MPa,温度上升速度1.5℃/min。试验结果:初始稠度8Bc,造浆率68.75L/袋;稠化时间