《【word】防气窜矿渣水泥及可凝固油基泥浆的首批应用》

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1、防气窜矿渣水泥及可凝固油基泥浆的首批应用 , - A-.j,,,.～ , ‘ ?l爱嚣嚣::2::::::::_=:======f::::::’:l:::=::::;:=====:: 防气窜矿渣zk泥及可凝固 油基泥浆的首批应用 臣)R林恩平译 f————一 76,6黄柏宗校 在致力于不断提高南德克萨斯油田固井 质量的过程中.开发出了一种新盼高炉矿 渣水泥”体系这种矿渣水泥可以克服目前 用于油田的盐饱和H级水泥的局限性,显着 改善层闯封隔质量.矿渣水泥包含一种高质 量高炉矿渣作为水硬性材料替代波特兰水泥. 这种矿渣满足ASTMC一989120类的技术要

2、求.它成功地应用于南德克萨斯气田的油井 固井作业.这种矿渣水泥常用水,矿渣,水 泥外加剂配制,用来防止气窜,减少水泥候 凝时间和改善油润湿表面的界面胶结. 已开发一种新的油基泥浆清洗液,用于 清除油基残留物以及改善油润湿表面的界面 胶结.这种油基泥浆一旦固井作业完成就能 产生抗压强度,它与矿渣水泥一起用于油田. 南德克萨斯气田固井的复杂性 南德克萨斯气田由于存在高压气体和使 用油基泥浆而具有某些最复杂的固井条件. 其长套管柱,深井钻井和生产尾管固井中一 直是完井方面最复杂的问题之一.正和/或负 差压试验常常用来评价这些固井作业.在有 些情况下,固井效果很

3、差由于这些油井完 井时要经受水力压裂,水泥套的完整性是必 要的. 南德克萨斯陆上油井平均深度为 1500Oft,井底压力约为13300psi,井底温度 约为350下.在某些井中,井底静止温度 (BIr)高达485下,温度梯度常常超过 2下/100ft,井底循环温度(眦r)达 400下.大多数固井作业是在井底循环温度和 较冷的水泥顶部静止温度TOCST之间的温 度差从培下到185下的井中进行的.通过使 用矿渣水泥能够适应这么大的温差获得台理 的抗压强度. 矿渣水泥的设计准则 开发HTHP气井应用的矿渣水泥,重点 在于寻找改善水泥凝固并具有更好的油井总 体经

4、济效益的防气窜性能.表l中列出典型 的南德克萨斯气井条件用的矿渣水泥浆设计 和性能与SSH水泥浆设计和性能进行比较. 矿渣水泥浆设计主要是因为在每口井中有不 同的BHcrs,TC~STs及BI-IPs而变化,但 采用外加剂的基本类型不变.与其它1513井 固井应用的平均泥浆密度为16.61b/gal相比 等,i ㈣ 前 r 巳 d一一cl 国9井技术第14卷1999年第5期 较.其中有一个例外,这是因为这口井的泥 浆密度为14.61baI,所以在矿渣水泥设计 中取消赤铁矿.列于表1的矿渣水泥缓凝剂 为含有单一组分材料的浓度.在许多应用中 要求多组分缓凝

5、剂体系,即使用复合缓凝剂 (缓凝剂/分散剂组分)以获得希望的流变值. 开始时,为了完成一个设计,做了许多试验 室试验.但是,后来的设计只做与sSH水泥 浆设计一样多的工作量就能完成. 目前SSH水泥浆设计的稠化时间必须是 在最小稠化时问和最大稠化时问范围之内. 矿渣水泥浆和SSH水泥浆的稠化时问两者都 必须满足或超过最小稠化时问但是,有些 矿渣水泥浆的稠化时间比正在使用SSH水泥 浆的最大稠化时间还长,而对抗压强度发展 没有不利的影响,如表1和表2中的数值所 示. 表1:矿渣水泥浆与盐饱和H级(H)水泥浆设计/ft!能实例 实例井条件 套管鞋处静止温度3

6、30审套管鞋处循环温度278 水泥顶部静止温度235套营鞋深度12315{t 油基泥装密度170]b/gal 水泥浆设计 矿渣水泥SSH水泥 矿涪APIH级 十35%赤铁矿+15%赤铁矿 十2O%硅粉+35%硅柑 十0.237g/sk表面{舌性剂+372%盐 +1.25%缓凝剂+O.8%缓凝剂 +1.0%嫩括粼+0.3%调凝郭l +0.5%降失术剂十0.7%降失水剂 +0.15%防沉降荆十0.1%防沉降剂 +O.2%消泡剂十02%消泡荆 术泥柴密度l7.1lb/g,N水泥浆密度17llb/gal 造浆量122/sk造浆1.54惴 在270’F下达70Bc

7、的稠化时间(要求最小2L7,要求最大2:l7) 8:02hr:min220hr:min 在180下下的生水量 38nfl/30min40rot/30rain 在180F下的游离液 0.0%0.0% 在235TTOCST下UCA抗压强度(要求12小时最小201)psi) 053hr:rain=51)O9:40hr:min=50psi 1l0hr:rain一5013吲l0:42hr:rain500psL 2hr=121)0psi22:32hr:Illin=4447峋 8hr=1950嘶 ll2hr=2805 续表 45hr=3347psi 在鲫_F和I80

8、下下的斑变性 转速rev/nfm矿渣水泥80下(180T’)S{水泥80下(18