小井眼固井水泥浆流变性研究.pdfVIP

石油天然气学报 (江汉石油学院学报)2014年11月第36卷 第l1期 JournalofOilandGasTechnology (J．JPI)Nov．2014Vo1．36No．11 小井眼固井水泥浆流变性研究 王永松 (中海油田服务股份有限公司油化研究院，河北三河065201) 许明标 ，王晓亮 ，金勇 (长江大学石油工程学院，湖北武汉430100) [摘要]小井眼井是继水平井后的又一种新型钻井技术。小井眼井由于井径小，环空窄，其在 固井时面临 着许多技术难点。从水泥浆体系的流变性能出发 ，研 究配制 出了一种用 D 级水泥作为添加剂的低黏水泥 浆体系。经过流变学计算分析 ，该水泥浆体系能够满足大多数小井眼井 固井时的紊流顶替，且该体系失 水小，零 自由液 ，水泥浆体系稳定性能好 ，水泥石抗压强度和抗冲击强度高，稠化 时间能确保 固井施工 安全 。 [关键词]小井眼井；固井；水泥浆；流变性 [中图分类号]TE254 [文献标志码]A [文章编号]i000—9752(2014)11—0138—05 在国内，大部分陆地油田都已进入 了开发的中后期，油藏的开采难度越来越大，成本越来越高。同 时 ，由于中国的高速发展，为了解决能源需求问题 ，要对一些边际油田和一些已将近枯竭的油井进行再开 发。小井眼井由于成本低、效益高 ，特别适合开发这些边际油田及对油井的开窗侧钻使其重新恢复生产 。 1 小井眼井固井技术难点分析 小井眼井指 的是在井深范围内 70 以上的井径小于 177．8mm 的井 。小井眼井 的特点就是井径小 ， 环空间隙窄 ，从而导致了其在 固井时面临许多技术难题 ，尤其是在 固井水泥浆方面。 1)小井眼井固井需要水泥浆具有很好的流变性能，从而才能减小环空摩阻压耗 ，减小泵压 ，进而 防止压漏地层 。 2)小井眼井对水泥浆稳定性 (包括游离液、滤失量)要求更高，因为少量 的自由水和滤失水会在 环空形成较大面积的水槽 、水环及水带 ，这将会加剧油 、气 、水窜 的发生 。 3)小井眼井固井水泥环薄，需要水泥浆具有更高的抗压强度及抗冲击强度。 4)小套管居中困难 ，导致水泥浆顶替效率低 。 2 小井眼固井对水泥浆性能要求 根据难点分析可以看出，小井眼井对 固井水泥浆的要求很高，其中最主要 的几个方面有 ：①流变性 能优异 ；②水泥浆降滤失性能好，失水低 ，稳定性好；③水泥石抗压强度和抗冲击强度高。其中水泥浆 的流变性能的好坏是决定小井眼井固井成功与否的关键 ，因此有必要对水泥浆的流变性能进行专门的研 究及合理的流变学设计，从而为固井的顺利进行提供重要保障。 3 小井眼固井水泥浆流变性分析 3．1 小井眼固井水泥浆配方的确定及基本性能 为了改善水泥浆体 系的流变性能，室内将 D级水泥作为添加剂少量加入到水泥浆 中，试验初级配 [收稿 日期]2014—07—29 [作者简介]王永松 (1961一)，男，1981年大学毕业 ，高级工程师，现从事固井技术研究与应用工作。 第 36卷第 11期 王永松 等 ：小井眼固井水泥浆流变性研究 方 ：1009／6水泥 (G级水泥+D级水泥)+40 淡水H-0．75 消泡剂+0．625 胶乳稳定剂+2．5％胶 乳+1．5 液硅+3．0％降失水剂+2．0 分散剂+0．25 缓凝剂H-0．5 膨胀剂 (密度为 1．9g／cm。) (配 方中百分数为质量分数 ，下同)；测其流变性能，24h抗压强度和高温高压失水量 ，试验结果见表 1。 表 1 D级水泥添加剂试验结果 44 48 56