微膨胀水泥浆在涠洲11_1N区块固井中的应用.pdf

第2 2卷增 刊20 05年5月钻井液与完井液DRIL LINGFLUID&COMPLTEIONFLUDIVol.22(sup plement)May2005文章编号:1001一5620(20 05)50一0078一03微膨胀水泥浆在涸洲11一IN区块固井中的应用肖伟乐子建罗宇维(中海油服油田技术事业部固井中心,广东湛江)摘要涸洲11IN区块油水层相距较近,隔层薄,固井时要完全封住水层、油层 和 油水 层之间 的隔 层。采用以非渗透 降失水剂为主、膨 胀剂为辅组成 的微膨胀 水 泥浆体 系固井,该 水泥浆 气侵阻力大,能有效防止 水泥石孔隙窜槽,同时能有效消除因水泥凝固后体积收缩造成的微环空 间隙,增强水泥石的强度,提高水泥环与套管和井壁两个界面的胶结质量。现场 应 用表明,微膨胀水泥浆适用 于井底静止温度低于1 2。的固井作业,凝固后具有气侵阻力大和微膨胀特性,能有效封隔油气水 层;清洗液+稠隔离液+清 洗 液+紊流清扫水 泥浆组成的前置液 能有效提高钻 井 液顶替效率,取得了固井质量SB T电 测结果 优良的效 果。关键词水泥浆降失水剂膨胀剂固井防止地层损害固井质量中图分类号:TE25 6.6文 献标识 码:A1墓本情况涸洲1 1一I N区块位于涸洲1 1一1油田北 部,是受断裂 带控制的断块 构 造,主要 油气 层 为 流一 段。油气层 为低位域 三角 洲沉 积 砂体,岩 性主要 为 细砂岩和粉砂 岩,渗透率为7 1丫10一3一8 1.sxlo一3拼mZ,孔隙度为12.4%一22.4%,平 均 为16.6%,孔 渗 条件良好。Wl l一IN一2和Wll一IN一3井是 该区块 上 的评价井,这2口井沪1 77.8m m尾管下深 为25。m左右,油层压 力系数 为1.1左 右,井 底循 环 温度为 7 5一78。Wl l一IN一2井在 流一段(203 1一2 22 8m井段)钻遇厚 8 9m的油 斑 褐 色 含 砾粗 砂 岩和细砂岩地层,测井解 释油层 厚 3 4.lm、差油 层 厚1 0.lm,孔隙度 为1 2.7%一23.1%,油 层渗 透率为 1 6.3x10一3一51.3x10一3拼mZ。Wl l一IN一3井电测显示有3层主 要油 层,其 中一层 底 部 位于井 深1 9 5Om,相隔sm有一水层。沉积相 研究结 果认为,这2口井有 同样 的物性条件,地层 物性 良好,是砂岩和泥岩交互 存在 的油水多层 井。按 地质设计要求,Wl l、IN一2井进行一层DST钻杆 测试;Wl l一I N一3井需 要 进 行3层DS T测 试,因此 必 须 封 住3个 油层。特别是wll一IN一3井 油水层相 距较 近,隔层薄,能否完 全封住 水层和油水层之间的隔层 是 固井施 工 的难 点和保证D S T测试成 功 的关 键。2固井水泥浆筋 方经过试 验分析,决 定采用以C G7 1L非 渗透降失水剂 为主、E XP膨胀 剂为辅 组成的微膨 胀水泥浆固井。CG7 1L是一种高 分子聚合物水 溶 液,主要 控制水 泥浆 的失 水 量,同时 也是 一 种 防气 窜 剂,C G71L水溶性良好,适用温 度范围为 3 5一18 0。其降失水机理主要是通过 聚合 物 颗粒 在 压 差作用 下,在 水泥颗粒间 的间隙聚集成 膜,从而降低 井壁水 泥浆 滤饼 的渗 透率以达到降失水 的目的。微 膨胀水 泥浆体系气侵 阻力较 大,能有效防止窜槽,同时能有效 消除因水泥凝固体积收 缩造 成 的微 环空间隙,增强水泥石的强度,提高水泥 环 与套管和井 壁两个 界面的胶结质量,防止微 间隙窜槽。2 口评价 井甲1 77.8m m尾管固井微膨胀 水泥浆配方如 下,性 能见 表1。1“(WllIN一2井)嘉 华G级 水 泥+5%C G7 1 L+。.6%分散剂十1%E XP2“(Wl l一IN一3井)嘉 华G级 水 泥十5.5%CG7 1L十0.2%分散剂十o.H%缓凝剂十1%E X P由表1可以看 出,微膨胀 水 泥浆具有 初始稠度低、流动性 能好、游离液接近 于零、水泥石抗 压 强度高的特点,稠化曲线近似呈直角。第一作者 简介:肖伟,1999年 毕业于江 汉 石油学院石油工程系,现为中海油田服务股份有限 公司 油技事业部固井中心湛江墓地技术主管。地址:广东省湛江市坡头区2 3号 信箱;邮政编码52405 7;电话[phone];E一mail:xiaoweicn o oes.第2 2卷增刊肖伟等:微膨胀水泥装在涸洲1 1一IN区块固井中的应用表1膨胀水泥桨性能配BHCTP尸VYPFLAlPt九;h游离 液方g/em,m Pa5PamLminMPa%l林751.90574.59 96023814.90.282#781.925613.5407 628418.80.24注:1件、2材配方水泥浆初始稠度分别为1 3和1 8Bc。室内试验研究表明,微膨胀水泥试块的膨胀 量与EX P加量有关。当E X P加量 为1%时,水泥试块 在模拟 井底 温度下 养护3.sh后 膨胀量为3.4%,在以后 的养护 时间 里还能 继续膨胀,微膨胀水泥浆膨胀性 能对比情况见 图1。该水 泥浆仅适用于低于12 0的井温 条件,超过 此温度膨胀效果不 明显。3.3前置液应用前置液设计:泵入水 泥浆之前先泵人Zo nm左右的化 学冲洗液,以稀释和分散井壁泥饼,进 一步降低钻井液的粘度和切力;然后泵人3 5om左右粘度较高的稠 隔离液,用 于拖拽清洗液无法清除 的 虚 泥饼;再泵人30 0m左右 的化学冲洗液,对井壁和套管壁上 残 留 的粘稠 隔离液 进行清洗,最 后再泵人2 0om左 右 密度为1.6 01.7 09c/m,的紊流清扫浆。前置液用 量见 表2。表2前皿液用t井号化学清洗液稠隔离液化学清洗液紊流清扫浆m3m 3m 3m3Wll一IN一26.367.957.9 5Wl l一IN一34.779.547.9 53.183。18纯水泥石膨胀水泥石图1微膨胀水泥浆膨胀性能对比3固井工艺措施.31井眼准备固井 前,充分循环 钻井 液 至少2周。在循环过程 中调整 钻井 液性能,尽量降低粘 度和 切力值,调整后PEM钻井液性能:密度为1.2 19c/m3,漏 斗粘度为4 45,塑性粘度为18mPas,动切力为6.5Pa,静切力为1/2Pa/Pa,泥饼厚度为0.5mm。3.2扶正器安装原则为保证套管鞋段 的封 固质量,浮 鞋以上 连续5根套管每根套 管安装1个弹性 扶正 器。在沪17 7.8n、m和沪 24 4m m套管重 叠段以及甲 24 4m m套管鞋以上 重叠 段,连 续两根套管加 装 刚性扶正器,悬挂器以下 一 根套管加 装 刚性 扶正器。另 外,由于油 层多,油、水隔层薄,设计扶正器 安放时,在水层和隔层位置要求每根套管安装一个弹性扶正器,水层和隔层 上、下5 0m要求每根套管安装一个弹性扶正器。总之,扶 正器的安装原则是确保主 要 油、气、水层和隔层 位置 的套管 居 中度大于6 7%。化学冲洗液以钻 井水为基液,加入表面活性 剂CW一ZBL,用以稀释钻井液和清洗套管 的油 污。稠隔离液 由主剂C SP305S和辅剂CS P一4FL配成。该隔离 液与 水泥浆和钻井液的相 容性良好,密 度保持为1.4 09/cm3,漏 斗粘 度控制在7 05左右,失水量控制在1 50mL以内。3.4水泥浆达到紊流Wl l一IN一3井 在甲 2 15.9m m井段井径规则,井径 基本在沪 2 1 5.9甲 2 26.06mm之间。根据流变学计算,在,2 11mm的井眼条件下,隔离 液和清扫水泥浆的环空返 速大于1.2 9m3/m i n就 能 达 到紊流,而水泥浆在大于1.7 5m,/mi n的排量 下才能 达到紊流。为保证作业安 全,尾管座 挂后,固井前先以1.751.9 4m3/m i n的泵速 进行循环,由于循环时泵压高,易压漏地层 最 终以1.3 6m3/m i n的排量 进行替浆,以确保清洗液、隔离液和清扫水泥浆达到紊流状 态,紊流接触时 间长达 1 5m i n。4固井施工座挂 尾管后 固井前,循环钻井液 至少2周以上。固井作业开始前,固井 泵对地面管线试压为 2 0.6 9MPa,然 后按设计量泵人前置液,接着泵 注水泥浆。泵人水泥浆开始阶段,密度低的人井水泥浆不计人设计水泥浆量,水泥浆量按泵人密度达到设计密度时算起,前面多余的水泥浆顶替结束后循环出井;顶替水泥浆时以循环时的最大排量进行顶替,碰压前钻井液与完井液20 05年5月为1.5 9m,/m in左 右,缓 慢降低 顶 替排量至0.3 890.5 3 8m3/min,最后以0.389一0.5 38m3/min恒定排量缓慢 顶替剩余的水 泥浆 直 至碰 压。碰 压后,上提尾管送 人工具至 尾管挂顶部56m,根据实际情 况反循 环或正循环 出井 内多余的水泥浆。为防止钻 水泥塞 影响尾 管挂 与 上层 套管环空的 固井质量,固井结束后尾管顶部不留水 泥塞。5固井质量固井 结束后,候凝2 4h,测固井 质 量。虽然Wl l一IN一2井电测S B T前 进行了刮管、替换 井 筒 内钻井 液和对 套管试压等一系列严重影 响 固井质量 的作业,但电测结果表 明固井质量仍然 满 足 了封固要求。D S T测试井 段2 1102186m作业正常,未 发现 油层出水 的现象。Wll一I N一3井 电测SB T时,电测前,没有进 行替换 钻井液和对套管试压,电测结果显示 全井段 封固质量优良,其中三个 测试层 段 的上、下部地层均 封隔优 良,完全满 足了地质测试的要求,SBT测井 评价结果 见 图2,电测井段情况见 表3。图2SB T测井评价结果表3Wl l一I-N3井电测 井段惰况电测井段/m厚度/m164 420704 262070217 010 0217022 164622162375159VD L水泥胶结评价套管波弱至无套管波弱至无套管波弱套管波弱优良优良优一良膨胀特性,能有效封 隔油气水层。2.微膨胀 水 泥浆适 用 井 底静止 温 度 低于12 0的固井作业。3.清洗液十稠 隔 离液+清洗 液+紊流清扫水泥浆组成 的前置液 能有效提高钻井液顶替效率。参考文伙6几 点认识1.微膨胀水泥浆凝固后 具有气侵阻力 大和微仁1刘崇建,黄柏宗,徐 同台,刘孝良,等编著.油气井 注水泥理论与应用.石油工业出版社,200 1.92刘大为,等译.现代固井技术.北京:石油工业出版社,1994(收稿日期2005一02一05;HGF=05ZA14;编辑张炳芹)钻井液专利介绍专利 名称:钻井岩屑床搅拌 器专利 申请号:01 27 1 7 36.3公开号:251 6687申请人:辽河 石油勘探局工 程技术研究院本 发 明涉 及一种 钻井岩屑床搅拌器,它是 一个带有贯通孔 的圆柱状体,其端接头带公扣,另 一端为母扣,该搅拌器 内孔壁表面呈 连续的圆弧、直 线、抛物线状,外体带有螺旋翼 片,搅拌器外 径与井壁内径之 差 为 1 0一35m m之间。该装置在大位移或大斜度井 的钻井中,可防止 井内因岩 屑 沉积在井眼低部形 成 岩屑床,出现卡钻、停钻现象,并克 服了因岩屑造 成井眼缩径 的问题,因而使用该项 工具大大 改善了钻井过程 中岩屑 的悬浮状态,防止其沉积而影 响钻进。本实用新型结构简单、使用方便,使用中只需接于钻杆之间便可将钻井液中岩 屑顺利排 出地面。Vol.2 2(sup plement)ABSTRCAT125Keywords:hightemperaturee ementslurry,s altr esistane e,shorttransienttimeF is rta utho r5ad dres s:ChemiealsCorpor ations alt一watere ementslur ry,e ementadditive,slurryproperty,IJimited.Weihui,Henan.APP lieationof011welleementfluid10 5 5agentG 30 6inZ hongyuanoilfielde ementingoPerations.DFCF,2 00 5,2 2(s uP Plement):7 274Autho rs:IJIUXiu一eheng,LlShao一11andZHANGZhi一yuanA bstra et:Zhongyu anoilfield15afaultedoilfiel dwitheomplexgeologiealstruetur e.Whentheeementslur-ryi、bumped downholeandwaitone ement,formationfluidseasilyinv adeintothee ementbondtoprodueepoo re ementation,sometime sevenr e sultsin011/gas/watereha nneling.Toa voidaboveproblemsfrom hap-pening,an ewpolyme reer nentf luid1055age ntG3O6 wasde v elopedandap plied.Madefr oms e ve ralhighmolee ulematerialsa ndin organies alts,G3O6workswellwithothe reementad ditives.Iteo uld beus edinawidetemper atur es eale,andthethe rmalprope rty15stable.Whentheagent15addedin,theslur ry15e a sytobumPedin,thethiekeningtime15ad justab leandthef luid 10 5 515ine ontrol.T hee ementslurryfiltr atee anberedueedthetolowerthan50mL;atthesametime,athinfilm formed w ithe e rtainf lexibilityhelpsthee ementslurrypr e ve nt011/gas/waterehannelingduringsettingpe riod.CementingiobswiththisagentinallkindsofwellswereallSu eee ssful,thec ementingqualifiedr atiowas99%,andtheexe ellentratior e a ched85%.Keywords:e ementadditiv e,011welle ementf luid10 5 5agent,eementing,e ementingquality,anti一ga sehan-n eling,r eaetio nprineiple,wellsiteap plieationFirsta uthor5ad dress:CementingEngine e ringFa eultyof CNP CZhong yuanPetrole um,Qingfeng,Henan.APPlicationofahightemPeraturea nds alt一e rsistingc ementslu rrysystemindeePe xPlor ationwellsof S henglioilf ield.DFCF,200 5,2 2(s uPP leme nt):7 5一7 7Autho r s:Z H ANGHong一zu n,Z H AN GMing一ehangandDIA OS heng一xian,WUWei一dongandZH ANGZho ng一mingA bstra et:Inthepa st,Shenglioilfieldmademid dleand lowe rformationofShahe jieGroupinDong yings agasitsexplo rationta rget,whileinthefutur e,theta rget15turnedtoKongdianGr oupandBuried hill.Forthepresene eofs alt一gyPs umbed lowe rthanSha3layerandal l wellsdeptha r emor ethan4 0 00m,bette reeme ntslur ry15requir edtos uite ritiealdownholeeonditio nof hightemper atur e(150一1800 C)and highers alinity.Afte rs eve raladditive swe res e reenedtoformulateaeementslu rryw iththermalstabilitya nds alttole ra n e e,theseriesofadditive sprodu e edbyChemiealsCorpor ationLimitedinWeihuiC ityofHenanProvine ewe r eseleeted,andahightemper atur eandsalt一resistingeementslu rrysystemforde epe xplora-tionwellswa sdetermined.1)TheslurryexhibitsgoodthiekeningPrope rty,ev e nwiththes alteo ntentin-ere a sing,itremainstable,andthetr ansienttime15shortoneo nsisiteneye urv e.2)Whentheslurry15set,thee ompr e ssivestrength15high.CementingJobswiththiseeme ntslur ryinimportantexPlo r ationwellsofShenglioilfields u eha sHaokelwell,Fengswell,WanggulwellandWang46wellwassue ees sful,hy-drater eservoirwa sfou ndinde ePKongxingGro uPformation.Keywod rs:eementslurry,eementadditive,hightempe r atur e,saltre sistane e,eeme ntingqu ality.Shengli0ilfieldF is rtauthor5ad dre s s:HuangheDrillingandCementingCompanyofCN PC Shengli Petrole um,Dongying,Shandong.Slig htlyswellingcementslurryused inWeizhou1 1一I NBlo ckeementingjobs.DF C F,2 00 5,2 2(s uP Plement):7880DRILLIGNFLUID&C OMPLE TIONF LUDIMay250 0Author s:X IAOWei,YUE21一jianandLU OYu一weiAbstract:InWeizhou1 1一INB loek,asthedistan eefrom011layertowate rbed15short,eementingjob15re-quir edtois olatethemfrome aehothertotally.Aslightlyswellingeementslurrye ontainingimperme ablef luid105 5r eduee randswellingagentwa semployed.Thegas一e ut tingre sistaneeofthisslur ry15strong,whieh15goodfo rPreve ntingehan nelingfr om hap pe ninginset tingslur ry.Themie ro一a n nulusProdue ed byeementstoneshrinkage15a voided,thestre ngth15ine r ea sedandtheeementbondquality15gu aranteed.Ap plieatio nresultsshowedtheslightlyswellingeementslurry15suitableforwellsoflowe rthan1 200 Cdownhole;itexhibitshighresista ne etogas一e ut,andtheslightlyswellingpropertyi,e spe eiallygo od for011/ga s/waterlayer seffeetively.Inaddition,thepadfluideomPos edofeleaningflu记,thiekspaeerandturbulentslurryimpr o vedthedrillingf luid displa eementeffieieney,andthee ementingqualitywa sex e el-lent.e Ky wod rs:eementslur ry,fluid 1055reduee r,swellingagent,eementingjob,formationdamage,e eme ntingqualityFis rta utho r5addre ss:CementingCe nte rof C N PCOffshor eSe rvie eCompanyL imited,Zhanjia ng,Gu a ng-dong.Ad justme ntof lowde n sityearlystr engthad d itiveG203(A)a nditsin一situaPPlic ation.DFC不,20 05,2 2(s upPle-me nt):8 183Authos r:R ENShu一yun,SURu一jun,LlQing一zho ng,H A NXia o一hu aandWA NGSheng一xiaAbstraet:Ba s edonr equirementsofe ementingiobinJilinoilfield,C hemiealsCorpo r ationL imitedinWeihuiCityof Hena nProvine emadead justmentonGZO 3,itsoriginallowdensityea rlystr engthad ditiv e.ThisPaperintroduee sthead justingproe edur e,andther nodifiedproduet15nameda sGZO3(A).Theinfluene eoftempe ratur eonG ZO3(A)5Pe rformaneewasinv e stigatedonis su e ssueha sfluid 1055e ontrol,e omPre ssivestrength de velopmentandothe rprope rtie s.Te stre sultsshowedGZo 3(A)hadgoode ompatibilityw ithothe re ementadditive s,thethiekeningtimeoftheslurryw ithG ZO3(A)inwasshorted,andthee a rlystrengthofe emen tstonewa simproved.Ap plieationofG 20 3(A)inY ingtai,Qiananand NenziBloeksv e rifieditse ontributiontowelleeme ntingqu alityiner eas e.Keywo rds:e ementadditive,lowdensity,ea rlystr engthadditive,eementslu rryprope rty,performane ead-justment,JilinoilfieldFis rtauh to r5ad de s rs:ChemiealsCorpor atio nLimited.,Weihui,He n an.Re searehonmultif un ctio nal f luid 1055re du eerG 302and itsi-nsituaPPlieation.D FC F,2 0 0 5,2 2(suP Plem ent):8 486Authos r:L l Ben一xu,SURu一ju n,RE NShu一yun,XULeiand D ON GShi一zhiA bsta ret:G3OZ 15af luid1055redueerwitheha raete ristieofearlystr ength de velopmentatlowtempe ratur e.Itwasprodue edo nbaekgr oundofsolvingproblemsappe a r edinshallowthiek011wellse ementing,and011/gas/wate rehan nelinginlowtempe r ature,shallowandhighpe rme abilityformatio ns.WithG3oZin,thesand一e er nentslur ryexhibitsexe ellentfluid 105 5eontr ol,go odrhe ologiealeha raete ristiea nd kinetiestabili-ty,thefr e ewatervolume15low,theea rlystrengthofeementstoneatlowrempe ratu re15high,andto-getherwithslightlyswellingprope rty,theslurryshowedsomea nti一ga sehann elingeha r a ete ristie.Numer-o usin一situexperiene esshowedG302playedaetiveroleinimpr o vingeementingqualityinhighperme abilityformatio n.Keywod rs:e ementslur ry,eementadditive,f luid 105 5e ontrol,lowtempe ratu r e,earlystr ength,fluid 10 5 5redu e er,Liaoheoil field.