復(fù)雜井固井新技術(shù)與發(fā)展

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1、復(fù)雜井固井新技術(shù)與發(fā)展一、中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院同井專業(yè)概況中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院從1980年開(kāi)始致力于固井技術(shù)研究，是國(guó)內(nèi)最早從祟固井材料研究的單位。在集團(tuán)公司的支持卜，經(jīng)過(guò)20多年的研宂和積累，中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研宂院固井專業(yè)已成為國(guó)A以固井外加劑為主導(dǎo)，集科研、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、技術(shù)服務(wù)于一體的技術(shù)力量雄厚的研發(fā)機(jī)構(gòu)。現(xiàn)擁有高、中級(jí)科研人員35人，實(shí)驗(yàn)室面積2000m2,符合AH規(guī)范的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)儀器設(shè)備160臺(tái)套，并建成了年產(chǎn)萬(wàn)噸的外加劑生產(chǎn)線。擁有國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)證和API認(rèn)定的集團(tuán)公司油井水泥及外加劑產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心。工程技術(shù)研宂院

2、己先后完成國(guó)家和集團(tuán)公司級(jí)固井科研項(xiàng)目77項(xiàng)，其研宂成果先后獲國(guó)家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，集團(tuán)公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)3項(xiàng)。獲國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品5項(xiàng)，聯(lián)合國(guó)技木信息系統(tǒng)發(fā)明創(chuàng)新科技之星獎(jiǎng)1項(xiàng)并入選世界優(yōu)秀專利。在世界石油大會(huì)及SPE和美國(guó)Oil&Gas上宣讀和發(fā)表論文5篇，先后有2名科技人員成為美國(guó)石油協(xié)會(huì)勘探開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)油井水泥分會(huì)投票委員。在固井技術(shù)方面己形成十大系列、五十多個(gè)品種完備的油井水泥外加劑產(chǎn)品，為長(zhǎng)慶油田、遼河汕田、大港油田、吐哈油田及海洋石汕、石化系統(tǒng)等二十多個(gè)汕田固各種復(fù)雜疑難井3560井次。為集團(tuán)公司海外（伊朗

3、、厄瓜多爾、烏茲別克、蘇丹、哈薩克斯坦等）勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目提供了8個(gè)品種、813噸固井外加劑和技術(shù)服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)固井水泥漿外加劑的年使川量約為1.8億元，工程技術(shù)研究院約占12—15%,而在高端產(chǎn)品的市場(chǎng)份額超過(guò)70%,尤其在復(fù)雜疑難井固井方面形成了較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和綜合服務(wù)優(yōu)勢(shì)，在欠平衡井固井技術(shù)、低壓易漏井固井技術(shù)、深井超深井固井技術(shù)、長(zhǎng)封固段井固井技術(shù)、高壓氣井固井技術(shù)、巖鹽層同井技術(shù)等方面形成了七大特色同井技術(shù)。二、工程院特色固井技術(shù)1、欠平衡鉆井配套的高強(qiáng)低密度水泥漿固井技術(shù)二十一世紀(jì)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)，面臨著復(fù)雜儲(chǔ)層物性和復(fù)雜地質(zhì)條件油氣資源

4、的開(kāi)發(fā)；面臨著低壓、低滲、低產(chǎn)能油氣資源的開(kāi)發(fā)；而臨著走出去戰(zhàn)略的實(shí)施和激烈的世界石汕市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。欠平衡鉆井的興起，為低壓、易漏S雜地層的開(kāi)發(fā)，有效提高鉆速，提供了有力的技術(shù)保證。同時(shí)，欠平衡鉆井也對(duì)固井提出了更高的要求。欠平衡鉆井配套固井技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是要解決欠平衡鉆井后的近平衡固井問(wèn)題，這就意味著要特別關(guān)注選擇合理的固井壓差，適宜的固井水泥漿密度以及合理的施工工藝，以防止固井漏失和對(duì)儲(chǔ)層的污染，保證固井質(zhì)鋱，為后續(xù)的油層改造、增產(chǎn)措施及采油作業(yè)提供良好的井簡(jiǎn)條件。國(guó)內(nèi)外同井實(shí)踐證明，選用合適的低密度水泥漿，既可以有效地分隔低壓油、氣、水層，同時(shí)也

5、是封堵低壓漏失層較為成功的方法。對(duì)水泥漿體系來(lái)說(shuō)，低密度、高強(qiáng)度、低失水、好的流變性是其關(guān)鍵，但一般低密度水泥漿水灰比、外摻料較大，一般作為充填水泥用于非目的層封固，水泥漿密度的降低和水泥漿性能之間存在矛盾，突出表現(xiàn)在：①水泥漿體系穩(wěn)定性差，體系分層離析：②水泥漿失水量難以控制；③水泥漿流變性差，泵送W難；④水泥石強(qiáng)度發(fā)展慢，強(qiáng)度低；⑤水泥漿石滲透性高，易引起腐蝕性介質(zhì)的腐蝕。隨著對(duì)微觀力學(xué)和微觀材料的認(rèn)識(shí)逐漸深化，工程技術(shù)研究院利用緊密堆積理論對(duì)低密度固井水泥漿優(yōu)化設(shè)計(jì)，在國(guó)內(nèi)率先研制開(kāi)發(fā)成功Y以PZW系列增強(qiáng)材料力主體的新一代低密商強(qiáng)水泥漿體系

6、。通過(guò)正確選擇干浞物料的組分，使之具有優(yōu)化的顆粒級(jí)配，膠凝材料屮大小顆粒互相填充，采用了薄層水膜的化學(xué)膠凝材料顆粒，既增加顆粒斥力乂產(chǎn)生滾珠效應(yīng),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)到緊密堆積的效果這種模型考慮了整個(gè)體系的顆粒粒徑分布，不是簡(jiǎn)單的用平均粒徑代替全粒徑分布；同時(shí)還考慮到堆積密度受大、小顆粒相互充填作用一一壁效應(yīng)和松散效應(yīng)的影響；考慮固體顆粒在一定稠度條件下的懸浮狀態(tài)。體系的堆積狀態(tài)可用干混堆積分?jǐn)?shù)（PVF）來(lái)描述，PVF值越大，水泥石孔隙度和滲透率越低。利用這一模型，通過(guò)對(duì)混合物不同顆粒尺寸分布（PSD）

7、優(yōu)化設(shè)計(jì)，使體系獲得較高PVF值。由于固相含量高，需水量低，使抗壓強(qiáng)度發(fā)展快、強(qiáng)度高，水泥石滲透率很低，水泥漿體系穩(wěn)定性顯著提尚，具有較好的防竄能力和層間封隔能力，水泥漿性能可與常規(guī)水泥漿相媲美。2、抗鹽耐高溫水泥漿體系抗鹽耐高溫水泥漿固井技術(shù)主要用于解決含鹽巖層、高壓鹽水層井的固井。鹽對(duì)水泥漿的各項(xiàng)性能影響很大，當(dāng)鹽摻量較低時(shí)，稠化時(shí)間變短，有早強(qiáng)作用；而當(dāng)鹽摻量較高時(shí)，水泥石強(qiáng)度發(fā)展變慢。此外，鹽使水泥漿的稠度增大，漿體泡沫增多且難消，還易產(chǎn)生閃凝。鹽還能夠使大多數(shù)外加劑絮凝。因此，鹽巖層、高壓鹽水層井固井對(duì)外加劑的要求很高，首先要具有良好的抗

8、鹽性能，還要對(duì)水泥漿體系的其它性能影響較小，如不會(huì)在高溫鹽環(huán)境中分解導(dǎo)致水泥漿過(guò)渡緩凝，降失水性能變差等。常川的降失水劑大