复杂条件下深井超深井固井技术

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1、复杂条件下深井超深井固井水泥浆技术简述油气藏地质与开发工程国家重点实验室固井研究室2009.5主要内容引言高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想众所周知，随着科学技术日新月异的迅猛发展，当今固井工程已成为集石油工程、物理化学工程、硅酸盐科学、高分子科学、流变学、材料学、机械工程学等多学科互相渗透于一体的综合学科。同样固井水泥浆及其外加剂亦面临着严峻挑战。引言目前在固井现场主要存在的三大问题：盐温漏抗盐水泥浆体系高温、低温、大温差低密度、防漏堵漏高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆

2、技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想理论基础——颗粒级配颗粒级配原理:即紧密堆积原理，最早应用于建筑行业高强混凝土的开发，在固井应用中相对较晚。其主要思路在于正确选择用于干混合的组分，具有优化的颗粒级配和重量配比，水泥中大小颗粒互相填充，在保证水泥浆流变性的情况下，增加单位体积水泥浆中的固相量，使体系达到紧密堆积的效果。粉煤灰高强度低密度水泥浆体系针对川渝地区低压易漏、长封固段、高含硫化氢类酸性气井固井用低密度水泥浆特点，以粉煤灰为主要减轻剂，采用颗粒级配原理及混凝土设计技术，室内研究开发了一套防窜抗腐粉煤灰低密

3、度水泥浆体系。该体系材料成本低，密度突破了目前常规粉煤灰水泥浆最低使用密度，且高压下浆体密度恒定不变，体系有较强的防气窜抗腐蚀能力，是一种理想的能满足复杂井固井要求的新型低密度水泥浆体系，具有较强的现场应用价值。这种水泥浆体系已经成功进行室内研究，有待现场应用检验。高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想加重材料的选择固体加重：目前现场主要使用的有赤铁矿、重晶石、钛铁矿、锰矿等加重剂，其主要缺点是加重水泥浆密度有限，水泥浆性能难以保证。液体加重：移植液体加重钻井泥浆的思路，采用无机

4、盐加重配制水泥浆的基液，目前室内试验已经取得成功，有待在现场应用检验。配制浆体容易，与常规施工工艺相同浆体稳定性，特别是高温稳定性好液固比小、水泥浆密实度高、渗透率低、工程力学性能好、防窜能力强失水低、安全性高高密度水泥浆技术应具有的特性高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想井漏是钻井中最普遍、最常见而损失常常较大的复杂情况，任何钻井地层、任何深度、任何种类、任何地质年代的岩石都有可能发生井漏。井漏不仅损失大量的钻井液，消耗钻井时间，延长建井周期，而且有可能引起井喷、井塌、卡钻等

5、一系列其他井下复杂情况及事故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。纤维水泥浆堵漏机理不同尺寸的纤维自身所具有的搭桥成网和不同级配固相颗粒的填充特性。当堵漏纤维与水泥浆体作用进入漏层时可形成“滤网结构”，增加水泥浆体的流动阻力，借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用，达到堵漏和提高地层承压能力的目的。其封堵漏失通道主要包括以下几个过程：“架桥”作用充填和嵌入作用渗滤与拉筋作用堵漏纤维对水泥石强度的影响保证水泥石的均质性减少水泥石的收缩裂缝，提高水泥石的抗渗性与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渗透、防窜性能增强抗冲击能力水泥石抗冲

6、击韧性对比冲击73次后冲击87次后高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想大温差问题大温差问题是目前固井现场遇到的一个堪称世界级难度的问题，其实质主要就是顶部超缓凝问题，资料调研结果表明，国内外对于长封固段固井水泥浆体系有所研究，但大都不成体系，目前尚无满足需求的成熟的技术在现场运用。大温差体系核心技术与难点：大温差稠化时间长顶部低温下超缓凝井底温度高一系列的工程问题水泥浆基本性能难以满足要求高温下水泥石强度衰退问题外加剂选择难度大顶部超缓凝影响下一步钻进，喇叭口窜气、井口带压等现

7、象浆柱失重造成油气窜槽长封固段、大温差固井水泥浆技术几点认识最核心的技术难点就是解决顶部低温超缓凝问题良好流变性降低摩阻，低粘切力领浆防止漏失和提供压稳压力。高温深井、长封固段固井是一个复杂的技术难题，仅依靠大温差高强度水泥浆体系还是不够的，应该从多角度、多方面考虑问题，结合固井工程、水泥浆材料和固井工具的技术特点高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想水平井固井技术深井、超深井中水平井固井区别于浅中深水平井固井的突出难点是：井下条件更