胶乳防窜水泥浆的室内研究与现场应用

触变性微膨胀水泥浆的研究与应用摘要：辽河油田稠油区块由于长期注汽，造成地层压力不均，套管损坏现象严重。

作业过程中，常常出现泥浆漏失现象。

通过触变性微膨胀水泥浆的研究，减少漏失量，提高施工效率，降低生产成本。

关键词：修井作业；水泥浆；触变；膨胀；堵漏。

辽河油田多为稠油、超稠油区块，受长期高强度注汽开采模式的影响，套管损坏严重，修井作业过程中漏失问题时有发生。

使用常规堵漏材料和水泥浆进行堵漏，虽能解决部分漏失问题，但对大型漏失效果不明显。

特别是油层段的漏失，有时单井堵漏需5次左右，堵漏时间3天以上，堵漏费用超过6万元，浪费成本，延误工期。

一、漏失特点1、重要漏失层位明确。

主要发生在油层800—1000米，即油层中部和下部。

2、漏层裂缝发育情况明确。

工程取芯呈碎块状，有垂直裂缝发育。

3、漏失地层压力低。

井筒内静液面较低，大型漏失井静液面一般距井口50-200米，漏失压力系数小于0.09。

4、油层有丰富活跃的地层水。

二、性能要求1、水泥浆要有强触变性，进入裂缝后迅速失去流动性，利于凝固，有效减少漏失量。

2、水泥浆要有拒水性，不易被地层水稀释。

3、要促使水泥浆凝固过程中体积膨胀，提高胶结质量，避免二次漏失。

4、水泥浆凝固后要有一定的强度，能承受漏失压差和循环压力。

三、技术原理水泥浆的触变性是指搅拌中水泥浆变稀，停止搅拌时静止后水泥浆变稠的特性。

当触变性水泥浆凝结强度至80pa时，开始形成具有网架结构的固态凝胶。

进入漏失层后，随着流动阻力增大，流速减慢，凝胶结构迅速形成，不易被地层水冲蚀，达到堵漏目的。

通过对已有的水泥浆触变剂进行实验，模拟辽河油田地质状况，分析对比，最终确定GCB复合型水泥浆触变剂作为添加剂。

其主要成份在水中先水化形成石膏，再生成钙铝矾晶体。

钙铝矾为针状六方的单轴晶体，能促进水泥颗粒之间自然结合，加快网状或胶凝结构的形成。

当浆体搅拌时网状结构很容易破裂，水泥浆又转变为流体状态。

四、性能研究开展触变性水泥浆性能研究，确定不同温度、密度条件下组料的配比，才能配制合理的水泥浆体系，提升堵漏效果。

一种纤维堵漏水泥浆体系研究随着东胜气田勘探开发的不断深入，下部地层天然气储量展示出了良好的开发前景。

但东胜气田中元古界诱导缝和高导缝交错发育，钻、固井过程中极易发生漏失。

本文通过研究东胜气田易漏目的层段漏失通道形态特征，有针对性优选纤维、水泥浆添加剂，研发了一种适用于东胜气田的易漏目的层段固井的纤维堵漏水泥浆体系。

一、易漏目的层段漏失通道形态特征东胜气田易漏目的层位主要为山西组、太原组、下古生界奥陶系马家沟组、中元古界。

目的层段漏失主要集中在J30井区，该区侏罗系、三叠系、二叠系和中元古地层裂缝发育，易发生井漏、钻具放空、钻速加快等现象。

钻孔取心结果证实东胜气田上古生界发育一定程度的构造裂缝，以高角度缝为主。

储层微裂缝主要发育两种类型：（1）非构造成因的粒间缝、粒内缝，此类缝主要分布于岩石颗粒边缘之间、颗粒内，这是颗粒机械碎裂产生的微裂隙，含量少，连通性差；（2）构造成因形成的微裂缝，多切穿岩石颗粒，部分微裂缝切穿于泥质杂基中。

微构造裂缝视宽度一般在 0.05～2mm之间。

元古界与古生界交界地层受沉积环境影响大，存在构造裂缝与不整合破碎地层，中元古界诱导缝和高导缝交错发育，钻井可能出现较严重漏失。

二、纤维堵漏水泥浆研发1纤维水泥浆堵漏机理纤维是一种惰性材料，化学性能稳定，在高速搅拌作用下均匀分散在水泥浆中。

通过地层漏失通道时，纤维在开口处形成网状结构，形成封堵漏失通道的基本骨架，水泥浆中的粗颗粒在通过网状结构时“架桥”，使得漏失通道由大变小，由小变微，同时纤维与水泥固相颗粒相互作用在压差下形成致密滤饼，从而完全消除井漏。

图2-1 常规水泥浆堵漏原理 图2-2 纤维水泥浆堵漏原理2 纤维堵漏水泥浆研发2.1 基浆配方油井G 级水泥100％+漂珠3%+降失水剂2.5%+锁水防窜剂1%+膨胀剂1.5%+缓凝剂0.2%+减阻剂0.6%+水41%。

2.2 纤维加量对水泥浆流动性能的影响在基浆配方中加入不同量不同尺寸的纤维，配制成1.90g/cm³纤维水泥浆。

元陆30井高密度胶乳水泥浆体系应用发布时间：2022-05-05T10:45:14.737Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第1期作者：聂正朋[导读] 元陆30井在三开钻井中遇多次复杂情况聂正朋胜利石油工程有限公司难动用项目管理中心，山东东营 257000摘要：元陆30井在三开钻井中遇多次复杂情况，完钻泥浆密度高达2.38 g/cm3，仍不能很好的压稳地层，并存在漏失层，压稳和防漏是此次固井的主要问题。

针对固井主要难点，我们优化固井设计，选择出优良的高密度胶乳水泥浆体系，顺利的完成了此次固井作业，固井质量满足了勘探开发需求。

关键词：胶乳；水泥浆；高密度；防气窜；元陆301概述该井钻进至井深4949.78m遇高压气层，泥浆密度提至2.34 g/cm3，钻至4996.77m和5125m时分别发生过漏失现象，该井完井后泥浆密度2.38 g/cm3，仍不能很好的压稳地层，油气上窜速度39.95m/h。

固井作业时如何压稳与防漏是关键性问题，固井时应首先进行压稳计算，选择出适合地层的液注压力，确定水泥浆密度，按计算水泥浆密度进行地层承压，承压不满足时，应近可能的提高地层承压能力，防止固井全过程发生地层漏失现象。

根据该井实际情况选择出适合的水泥浆密度，水泥浆密度应大于固井前钻井液密度，以便在较低的顶替排量下能较好的驱替泥浆。

完善水泥浆性能评价，水泥浆体系在流变性能和防气窜性能上应满足设计需求，为此，就需要一种高密度的胶乳防窜水泥体系，该体系应具备很好的稳定性好，低失水，零自由水，直角稠化，优良的防气窜性能，低的渗透率，强度发展快且高，以满足最终井筒的勘探和开发需要。

2钻进异常情况2013年8月18日钻进至井深4949.78m时发生溢流，液面上涨0.8m3，通过关井求压、节流循环压井、逐步将泥浆密度由2.26 g/cm3提到2.34 g/cm3压井成功。

2013年8月25日钻进至井深4996.77m时发生轻微渗漏，小排量循环观察（排量10-15.2l/s，小排量未漏，慢慢提大排量观察，排量15.2l/s 未漏），共漏失8.2 m3，漏速4.1 m3/h，井浆密度2.35 g/cm3；2013年9月14日钻进至5125.26m时发生轻微渗漏，小排量循环观察（排量9-15.2l/s，小排量未漏，慢慢提大排量观察，排量15.2l/s未漏），共漏失4.2 m3，漏速2.8 m3/h，井浆密度2.33 g/cm3，后小排量试钻进（排量15.2l/s，未漏）。

国外新型水泥浆体系——胶乳水泥浆
齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
【期刊名称】《石油钻探技术》
【年(卷),期】2005(33)6
【摘要】胶乳是乳化聚合物的通用名称，一般为细粒球状（粒度200-500nm）
聚合物颗粒的悬浮乳状液，多数胶乳分散液固相体积分数为50%。

在20世纪90
年代初胶乳开发成功并应用于现场固井。

据调研，应用较好的胶乳有哈里伯顿的Latex2000、BJ公司的BA-86L、加拿大的Latex-1。

斯伦贝谢公司开发了D500、D600、D7003种不同温度的胶乳，适用温度分别为27-71℃、66～12℃、121～191℃，具有很好的降滤失和防气窜性能。

【总页数】1页(P31-31)
【关键词】水泥浆体系;胶乳;20世纪90年代;斯伦贝谢公司;聚合物颗粒;国外;适用温度;防气窜性能;通用名称;D500
【作者】齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
【作者单位】中国石油勘探开发研究院廊坊分院完井所
【正文语种】中文
【中图分类】TE256.6;TQ331.2
【相关文献】
1.新型抗高温聚合物/胶乳防气窜水泥浆体系在南海流花深水区块的应用 [J], 罗俊丰;张伟国;廖易波;宋茂林
2.国外新型水泥浆体系——UniSlurry通用型水泥浆 [J], 齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
3.国外新型水泥浆体系——CemCrete水泥浆体系 [J], 齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
4.国外新型水泥浆体系——CemNet防漏水泥浆 [J], 齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
5.国外新型水泥浆体系——Liquid Stone液态可存储水泥浆 [J], 齐奉忠;庄晓谦;唐纯静;李爽
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