復(fù)雜條件下深井超深井固井技術(shù)

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1、復(fù)雜條件下深井超深井固井水泥漿技術(shù)簡(jiǎn)述油氣藏地質(zhì)與開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室固井研究室2009.5主要內(nèi)容引言高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想眾所周知，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的迅猛發(fā)展，當(dāng)今固井工程已成為集石油工程、物理化學(xué)工程、硅酸鹽科學(xué)、高分子科學(xué)、流變學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械工程學(xué)等多學(xué)科互相滲透于一體的綜合學(xué)科。同樣固井水泥漿及其外加劑亦面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。引言目前在固井現(xiàn)場(chǎng)主要存在的三大問(wèn)題：鹽溫漏抗鹽水泥漿體系高溫、低溫、大溫差低密度、防漏堵漏高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿

2、技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想理論基礎(chǔ)——顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配原理:即緊密堆積原理，最早應(yīng)用于建筑行業(yè)高強(qiáng)混凝土的開(kāi)發(fā)，在固井應(yīng)用中相對(duì)較晚。其主要思路在于正確選擇用于干混合的組分，具有優(yōu)化的顆粒級(jí)配和重量配比，水泥中大小顆?；ハ嗵畛?，在保證水泥漿流變性的情況下，增加單位體積水泥漿中的固相量，使體系達(dá)到緊密堆積的效果。粉煤灰高強(qiáng)度低密度水泥漿體系針對(duì)川渝地區(qū)低壓易漏、長(zhǎng)封固段、高含硫化氫類(lèi)酸性氣井固井用低密度水泥漿特點(diǎn)，以粉煤灰為主要減輕劑，采用顆粒級(jí)配原理及混凝土設(shè)計(jì)技術(shù)，室內(nèi)研究開(kāi)發(fā)了一套防竄抗腐粉煤灰低密

3、度水泥漿體系。該體系材料成本低，密度突破了目前常規(guī)粉煤灰水泥漿最低使用密度，且高壓下漿體密度恒定不變，體系有較強(qiáng)的防氣竄抗腐蝕能力，是一種理想的能滿(mǎn)足復(fù)雜井固井要求的新型低密度水泥漿體系，具有較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。這種水泥漿體系已經(jīng)成功進(jìn)行室內(nèi)研究，有待現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用檢驗(yàn)。高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想加重材料的選擇固體加重：目前現(xiàn)場(chǎng)主要使用的有赤鐵礦、重晶石、鈦鐵礦、錳礦等加重劑，其主要缺點(diǎn)是加重水泥漿密度有限，水泥漿性能難以保證。液體加重：移植液體加重鉆井泥漿的思路，采用無(wú)機(jī)

4、鹽加重配制水泥漿的基液，目前室內(nèi)試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，有待在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用檢驗(yàn)。配制漿體容易，與常規(guī)施工工藝相同漿體穩(wěn)定性，特別是高溫穩(wěn)定性好液固比小、水泥漿密實(shí)度高、滲透率低、工程力學(xué)性能好、防竄能力強(qiáng)失水低、安全性高高密度水泥漿技術(shù)應(yīng)具有的特性高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想井漏是鉆井中最普遍、最常見(jiàn)而損失常常較大的復(fù)雜情況，任何鉆井地層、任何深度、任何種類(lèi)、任何地質(zhì)年代的巖石都有可能發(fā)生井漏。井漏不僅損失大量的鉆井液，消耗鉆井時(shí)間，延長(zhǎng)建井周期，而且有可能引起井噴、井塌、卡鉆等

5、一系列其他井下復(fù)雜情況及事故，甚至導(dǎo)致井眼報(bào)廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。纖維水泥漿堵漏機(jī)理不同尺寸的纖維自身所具有的搭橋成網(wǎng)和不同級(jí)配固相顆粒的填充特性。當(dāng)堵漏纖維與水泥漿體作用進(jìn)入漏層時(shí)可形成“濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)”，增加水泥漿體的流動(dòng)阻力，借助于水泥漿的水化膠凝作用和未水化固相顆粒的填充作用，達(dá)到堵漏和提高地層承壓能力的目的。其封堵漏失通道主要包括以下幾個(gè)過(guò)程：“架橋”作用充填和嵌入作用滲濾與拉筋作用堵漏纖維對(duì)水泥石強(qiáng)度的影響保證水泥石的均質(zhì)性減少水泥石的收縮裂縫，提高水泥石的抗?jié)B性與耐久性降低水泥石的脆性有效提高水泥石的抗裂能力大大提高水泥石的抗?jié)B透、防竄性能增強(qiáng)抗沖擊能力水泥石抗沖

6、擊韌性對(duì)比沖擊73次后沖擊87次后高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想大溫差問(wèn)題大溫差問(wèn)題是目前固井現(xiàn)場(chǎng)遇到的一個(gè)堪稱(chēng)世界級(jí)難度的問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)主要就是頂部超緩凝問(wèn)題，資料調(diào)研結(jié)果表明，國(guó)內(nèi)外對(duì)于長(zhǎng)封固段固井水泥漿體系有所研究，但大都不成體系，目前尚無(wú)滿(mǎn)足需求的成熟的技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用。大溫差體系核心技術(shù)與難點(diǎn)：大溫差稠化時(shí)間長(zhǎng)頂部低溫下超緩凝井底溫度高一系列的工程問(wèn)題水泥漿基本性能難以滿(mǎn)足要求高溫下水泥石強(qiáng)度衰退問(wèn)題外加劑選擇難度大頂部超緩凝影響下一步鉆進(jìn)，喇叭口竄氣、井口帶壓等現(xiàn)

7、象漿柱失重造成油氣竄槽長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)最核心的技術(shù)難點(diǎn)就是解決頂部低溫超緩凝問(wèn)題良好流變性降低摩阻，低粘切力領(lǐng)漿防止漏失和提供壓穩(wěn)壓力。高溫深井、長(zhǎng)封固段固井是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)難題，僅依靠大溫差高強(qiáng)度水泥漿體系還是不夠的，應(yīng)該從多角度、多方面考慮問(wèn)題，結(jié)合固井工程、水泥漿材料和固井工具的技術(shù)特點(diǎn)高強(qiáng)低密度水泥漿技術(shù)高密度固井水泥漿技術(shù)防漏堵漏的纖維水泥漿技術(shù)長(zhǎng)封固段、大溫差固井水泥漿技術(shù)水平井、小間隙井固井水泥漿技術(shù)幾點(diǎn)感想水平井固井技術(shù)深井、超深井中水平井固井區(qū)別于淺中深水平井固井的突出難點(diǎn)是：井下條件更