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高温水泥浆技术在马深1井的应用
概要:四川弘晟石油工程技术服务有限公司的高温超高温水泥浆技术长期以来在川东北地区深井超深井中应用,技术得到不断进步,水平得到不断地提升,以目前的技术水平程度,完全可以承担180~200℃超高温条件下要求的水泥浆技术服务。
四川弘晟石油工程技术服务有限公司的高温超高温水泥浆技术长期以来在川东北地区深井超深井中应用,技术得到不断进步,水平得到不断地提升,以目前的技术水平程度,完全可以承担180~200℃超高温条件下要求的水泥浆技术服务。
就完全意义上讲,高温超高温水泥浆技术应该包括两大部分的内容,一是高温超高温水泥浆的抗高温外加剂药品,二是高温水泥浆配方的调试和性能的控制。这两大部分工作是研发和应用的关系,联系紧密、相互推进,同等重要、缺一不可。
抗高温外加剂是影响深井高温水泥浆性能的首要因素,高温对水泥外加剂的质量要求十分严格,所有外加剂必须是完全能够经受得住高温的考验,要求水泥外加剂药品在高温条件下性能稳定、不变质,能够正常发挥药品应有的作用,以保证高温水泥浆的性能达到设计要求。由于绝大部分高温水泥浆外加剂已经不是简单分子,而是多元高分子聚合物,因此高温外加剂发挥的是官能团的作用。这就要求高分子官能团在高温环境下能够很好的保持其结构的稳固性,从而实现其性能的稳定性。弘晟公司承担的高温水泥浆技术服务项目所使用的高温外加剂产品都是公司自己研发、生产的,实践证明公司的产品是完全能够满足高温环境的要求。由于抗高温外加剂受到选材、加工工艺等诸多环境因素的影响和制约,再加上商业方面的原因,并且本文的重点在水泥浆配方和性能方面的探讨,因此对高温外加剂药品在此不再赘述。
一提到高温水泥浆,业内人士总有一种隐形的心理负担或者压力,说明高温水泥浆有很大难度,温度是影响水泥浆性能的主要因素,高温条件下水泥浆的调试要做很多工作,有时调试的工作量非常大,反反复复折腾,而效果并不理想,主要是因为在高温条件下水泥浆性能会出现一些不好驾驭的问题,表现在:
(1)高温条件下,水泥浆失水大、沉降稳定性差、流变读数低、浆体性能不稳定;
(2)高温条件下,水泥石强度发展缓慢,水泥浆可能超缓凝;实验温度偏低,可能提前稠化;水泥石高温强度衰减明显;
(3)高温条件下,水泥浆的相容性实验非常难,有时甚至占整个实验工作量的60%;
(4)高温条件下,实验温度高,压力高,仪器负荷太重;
(5)地面配浆难度大,满足高温条件下性能的水泥浆在低温条件下会出现浆体稠、配制密度达不到要求、密度不均匀等。
出现以上问题的原因很多,加之外加剂药品之间相互影响和关联,上述问题的解决不是一两次实验和配方的调整就可以奏效的。
一、高温水泥浆技术
1、失水控制
原水泥浆是有失水的,不加降失水剂的水泥浆无法控制失水。高温水泥浆必须用抗高温的降失水剂,常规降失水剂不能用于高温水泥浆。常规降失水剂的性能受高温的影响比较大,在高温环境中,常规降失水剂分子的能量增加,分子动能随之增加,在水泥浆中线性分子通过桥接形成的混合结构网容易被打破而出现了高温分散作用,水解出较多的羧酸根离子,这些羧酸根离子吸附在(C-S-H)晶体上,甚至将(C-S-H)晶体完全包裹,充分阻止了硅酸盐(C-S-H)凝胶的进一步反应,延长了水泥浆的稠化时间和过渡时间,还可能出现超缓凝的现象,因此降失水剂维持浆体稳定的作用就降低了。所以高温水泥浆就必须用抗高温的降失水剂。
公司研发的抗高温降失水剂是含特殊官能团的四元聚合物,比起三元聚合物类抗温性更强,药品稳定性强,改善了高温“热稀释”现象,避免了二次交联,明显提高了浆体稳定性。
降失水剂的加量要适当,加量少了,起不到降失水的作用,失水偏大甚至超过设计或标准要求,不符合设计要求,浆体稀,浆体沉降稳定性差,增加了施工安全风险;加量大了,失水得到了很好控制,但是水泥浆很稠,现场配浆操作困难,水泥浆密度上不去,密度达不到要求,严重影响固井质量;降失水剂的加入量既要保证水泥浆的失水得到有效的控制,又要兼顾浆体的综合性能,因此寻求合适的降失水剂加量对浆体的整体性能调整十分重要。
由于降失水剂形成的空间网状结构控制了水泥浆的失水,同时也抑制了水泥的水化速度,从这种意义上讲,降失水剂也有一些缓凝剂的作用。
对于技术套管固井的水泥浆失水要求不太高,一般小于100ml,对于气层固井的水泥浆失水要求较高,一般小于50ml。
此外,胶乳对水泥浆失水的抑制也可以有相当好的作用,胶乳水泥浆的失水可以得到有效的控制。
2、沉降稳定性
固井的水泥浆要求浆体具有高沉降稳定性,静置2h上下密度差小于0.02 g/cm3,良好的沉降稳定性可保证水泥浆在运动及静止阶段不产生严重分异,以保证浆体整体性能的稳定,也利于提高环空水泥环的封固质量。
一般情况下,稠水泥浆的沉降稳定性好,稀水泥浆的沉降稳定性差,高温水泥浆的沉降稳定性差。
流变特性与沉降稳定性有关系,过低的流变特性尤其是流变读数尾数小的,浆体稳定性差,水泥浆整体性能得不到保障,如果勉强施工有安全隐患甚至是风险。
可以通过加入抗高温的稳定剂和抗高温的降失水剂来提高高温水泥浆的高温沉降稳定性。
胶乳也有助于提高高温水泥浆的高温沉降稳定性,胶乳水泥浆的胶乳作为分散相大量分散在水泥浆体系中分散水泥浆,所以胶乳水泥浆具有较好的沉降稳定性,加之胶乳的抗高温性能强,因此胶乳水泥浆在高温环境中的性能稳定好。并且胶乳体系水泥浆在沉降稳定性良好的情况下,仍然可以做到具有很低的稠度(<20Bc)和非常好的流动性(常流>20cm)。
为了确保超高温条件下胶乳水泥浆体的稳定性,可以加入适量的胶乳稳定剂,能充分保证在超高温条件复杂离子和高PH值环境下的胶乳水泥浆具有良好的沉降稳定性。可以做到游离液量可接近为“零”,上下密度差可低于0.01g/cm3。
3、流变性能
通常要求水泥浆浆体的流动性要好,不仅高温下的流动性好,低温下的流动性也能方便施工。因此在水泥浆实验时,要测常温和高温条件下的流变读数,了解水泥浆在不同温度环境下的流变特性,并以此作为浆体调整的参考。
可以通过优选抗高温分散剂的加量来改善高温条件下水泥浆流变性能,在满足高温环境中流变性能的前提下,控制分散剂的加量兼顾常温条件下的流变性能,以保证现场配浆操作的实现,合理的流动性不会给施工压力增加负担,并且对提高水泥浆的顶替效率、提高固井质量有好处。但是过低的流变特性尤其是流变读数尾数小的,浆体稳定性差,如果勉强施工也是有安全隐患甚至风险的;如果泥浆的粘切较大,过低流变特性的水泥浆在顶替过程中会出现“指进”现象,严重影响顶替效率和封固质量。
胶乳水泥浆中的胶乳对水泥浆的流动性能有较大影响,主要是聚合物胶粒被乳化剂包裹成球形颗粒,稳定地分散在水泥浆中,胶乳作为分散相大量分散在水泥浆体系中分散水泥浆,对水泥浆体系具有分散和润滑作用,所以胶乳水泥浆有良好的流变性能,适当的胶乳加量,水泥浆体系的粘度低,n值为0.65~0.95,k值为0.5~1.40PaSn,流变性好,易于实现紊流。但是,过大的加量,水泥浆十分粘稠,施工泵压高,现场配浆困难,水泥浆密度上不去,影响固井质量。
4、稠化时间
稠化时间是水泥浆的主要性能指标,关系到施工的安全和固井质量的检测。稠化时间控制的关键是优选缓凝剂。优选抗高温缓凝剂来调节水泥浆稠化时间,保证水泥浆有足够的可泵时间,确保施工安全。
公司自主研制的抗高温降缓凝剂是含特殊官能团的四元聚合物,能够完全经受高温的考验,在高温条件下药品性能具有良好的稳定性。
采用缓凝剂复配的方法对水泥浆缓凝效果稳定性更好,具体配方可以通过复配AMPS类高温缓凝剂BS200-G与高温缓凝剂BS200R来有效控制水泥浆稠化时间,对确保施工安全提供了基本保障。这个结论可以通过BS200-G与BS200R复配后水泥浆稠化时间的发散实验得到证实:
缓凝剂复配后水泥浆稠化时间发散实验
160℃×1.90 g/cm3 | 密度高点1.93 g/cm3 | 温度高点165℃ | |
领浆TT,min | 562 | 446 | 454 |
尾浆TT,min | 226 | 191 | 187 |
实验结果可以看到温度高点和密度高点的稠化时间与原浆的稠化时间差距不大,充分说明缓凝效果稳定性好,现场放心施工,安全有保障。
采用这种复配的缓凝剂还有另一个特点,就是水泥浆稠化时间随温度、加量变化有良好的线性规律。这对于水泥浆配方的摸索提供了规律可以遵循。另外,这种复配的水泥浆流动性好,稠化曲线正常,常规密度(1.89g/cm3)水泥浆稠度低于20Bc,一般为15—20Bc左右,过渡时间很短,稠化曲线近呈“直角”,对防止气水窜有优势。
5、密度控制
常规密度的室内和现场控制都比较简单一些,高密度水泥浆的密度控制就难一些,受加重剂品质和纯度的影响,高密度水泥浆的密度影响因素多一些,控制难度大,就是室内配方调试成功了,现场配制也不一定能如愿实现。高温水泥浆由于加入了密度低于水泥密度的高温强度稳定剂后,水泥的综合密度有许些变化,为保证水泥浆的密度,通过加入加重剂调节。这些材料的加入一定要混拌均匀,特别是在现场配浆前要求均匀,之前的中间环节如运输途中震动过程中密度差引起的置换出现干灰不均匀对配浆的密度均匀性造成较大影响。其结果是:水泥成分多的部分稠化时间比实验值短,施工不安全;水泥成分少的部分稠化时间比实验值长,出现超缓凝。
高温高密度水泥浆加入高温强度稳定剂、加重剂的量就更多了,其均匀性要求更高。如何克服长途运输过程中出现的干灰不均匀问题,解决的有效办法是现场给立罐装灰时从立罐的出灰口吹入,用后面吹入的灰向上推动罐内已经存入的灰,在此过程中让不均匀的干灰有机会再混合一次。这样作可能不方便,也给灰罐车现场吹灰增加了一些压力,但是对干灰密度的均匀性绝对有好处。
水泥浆的配制过程中会可能会出现气泡,影响了水泥浆的密度,这时需要用高效的抑泡剂或消泡剂来消除。
超高密度水泥浆的密度控制难度更大,主要是加重剂的选择和级配要作大量工作,需要加入密度更高、纯度更纯的几种加重材料采用不同粒径的合理比例配搭。弘晟公司在川东北地区高密度水泥浆的长期实践中不断总结和提高,目前的技术水平是高密度水泥浆的密度现场应用最高已经达到2.82g/cm3。
6、强度控制
油气井在后期作业中要进行射孔、压裂、酸化以及长期开采作业,要求水泥石要有相当好的强度和韧性。为了保证和提高水泥石的强度一般要加入一些对提高强度发展和防止强度衰减的材料和药品。
1)、水泥石抗压强度
加入我公司生产的塑性剂BS600,可提高水泥石的抗压强度和塑性,塑性剂BS600含特殊纤维,该纤维表面粗糙,提高了纤维与水泥石的摩擦力,该纤维表面经过特殊处理,亲和性强,提高了与水泥石的黏结力,该纤维在水泥浆中分散性好,不易结团。可显著提高水泥石的韧性;
加入BS600后抗压、抗折数据对比
类 型 | 密度 (g/cm3) | 抗折强度(MPa) | 抗压强度(MPa) |
原浆水泥石 | 1.90 | 5.8 | 25 |
1%BS600水泥石 | 1.90 | 6.6 | 32 |
经过破坏性试验看出,加入1%的RS600后,水泥石仍具有一定的结构性。
可以看出,固井水泥石既保持了较好的塑性,又具有较好的抗压强度。可以在井筒压力变化、后期钻进作业等情况下保持较好的整体密封性。
对于高温水泥浆或大温差水泥浆可以添加1%左右的早强剂TC-2,对水泥浆的早期强度发展有明显效果。
胶乳水泥浆体系具有较好的塑性,由于胶乳的胶束颗粒填充在水泥颗粒之间,增加了水泥石的塑性,同时还可以防止水泥水化时的体积收缩,并且由于胶乳在水泥微缝隙间形成桥接并抑制了缝隙的发展从而增强了水泥石的弹性,提高了抗冲击性能。
2)、水泥石强度衰退
不采取措施的水泥浆在高温下水泥石强度要衰退,由于地层中硫酸盐置换生成的硅酸钙易结合水膨胀而破坏水泥石结构,水泥石强度出现衰减。石英砂生成的硅酸钙能够阻止和降低硫酸钙的生成,加入石英砂可以降低水泥石强度衰减,实验证明添加微硅和硅粉对保证水泥浆具有较高的早期强度和高温强度稳定性有一定效果。
石英砂加量无明确标准,相关文献资料也只是针对部分温度段或只给出一个加量范围。为有效防止水泥石在高温下强度衰退,通过大量对比实验,通过合理选择与优化硅钙比,实现高温条件养护水泥石强度大于14MPa。为研究水泥石强度衰退问题,在经验配方石英砂加量大于35%条件下,选择不同石英砂加量、养护温度200℃进行水泥石高温强度衰退实验,实验结果如下:
不同硅钙比水泥石强度衰退实验数据
石英砂加量 | 3d | 7d | 14d | 21d | 28d |
40%石英砂 | 17.1 | 18.5 | 19.3 | 20.6 | 21.2 |
50%石英砂 | 16 | 17.4 | 18.4 | 22.1 | 24.2 |
60%石英砂 | 13.1 | / | / | / | / |
注:水泥浆密度2.20g/cm3。
通过实验可以看出,石英砂加量60%的水泥石基础强度值低于14MPa,石英砂加量40%、50%的水泥石均无强度衰退,综合强度衰减实验与原始强度数据,选择石英砂加量为40%。
具体加入时可以考虑颗粒级配,加入的石英砂采取三种不同粒径的粗、细搭配,一方面调节浆体的流变性,另一方面通过细颗粒(350目)的硅粉降低水泥石渗透率。
7、防窜性能
高温水泥浆遇到的大多是深井的活跃气层或水层,需要解决防窜的问题,因此要求水泥浆具有防窜性能,要求水泥浆防气窜系数<3。一般水泥浆凝固时有体积收缩的情况,给气水窜留下了通道。为提高水泥浆的防窜能力通常加入防窜剂,其实就是膨胀剂,防窜剂补偿了水泥浆化学收缩,增加了水泥浆体积稳定性,减少了气水窜的通道,起到了防窜的作用。
良好的水泥浆性能也有防窜的作用,如:水泥浆稠化的过渡时间很短,稠化曲线近呈“直角”,密度均匀,水泥石渗透率低。从静胶凝特性看,环空气窜多发生在静胶凝强度48~240Pa的区间内,在该区间内,静胶凝强度发展所用时间越短,气窜发生的几率就越少。所以静胶凝强度发展快,防窜能力强。
另外,膨胀剂BS500可使水泥石晶格膨胀,有利于提高界面胶结的密封性。也可提高水泥石防窜能力。
要实现优良的水泥浆性能,必须优选好的水泥浆体系。胶乳水泥浆体系是深井高温水泥浆体系的优选体系。胶乳水泥浆体系在水泥水化前胶乳颗粒要在水泥浆中缔结,这些缔结物在压差的作用下聚集,形成抑制渗透的乳胶膜,能有效防止形成自由水通道,也就防止了气体或液体侵入水泥浆柱中,阻止了气体在环空中的上窜;同时,小粒经的乳胶颗粒填充于水泥颗粒间的空隙,堵塞通道,降低了渗透率,也有效地防止气侵;胶乳中较多的表面活性剂,对侵入的气体有束缚和分散作用。胶乳水泥浆过渡时间短,可完全实现直角稠化和直角胶凝过度,有效遏止地层气体进入环空破坏水泥体的完整性。胶乳水泥浆能控制较低的SPN值,防气窜能力系数小于3。在防气窜、抗腐蚀流体、抗冲击韧性方面具有其他体系无可比拟的优势。胶乳水泥浆的优良性能是解决高压含硫气井的最好防气窜水泥浆体系。
8、抗污染性
深井高温的泥浆本身成分就复杂、矿化度高,加之在长期高温环境中泥浆药品的分解和变异,使得泥浆里的成分更为复杂,水泥浆在高温下与泥浆接触和混合会发生十分复杂和繁多的反应,严重影响水泥浆的性能,出现接触变稠、稠化时间变短、甚至催凝的现象,轻者施工泵压高,重者提前稠化、提前凝固使固井施工失败或者发生固井施工事故。
保证施工安全是高温水泥浆的一大难点和任务。在水泥浆小样实验配方初步方案出来后,第一件大事就是接着做污染实验,最好在水泥浆配方中解决污染问题,主要是用缓凝剂、降失水剂和减阻剂等药品调整,提高水泥浆的抗污染能力,高温水泥浆的污染实验不是一两次调整就可以成功的,也许要作大量的实验才能解决问题。
提高水泥浆的抗污染能力最有效的方法是加入公司生产的抗污染剂KW-2,抗污染剂KW-2对多种金属离子、极性官能团具有络合、鳌合等屏蔽作用,避免与降失水剂发生交联,避免胶乳破乳胶凝。
解决污染问题的另一个办法就是在前置液、后置液体系中想办法,增加前置液、后置液的缓凝剂用量提高抗污染能力。如果污染还是有问题,可以采取加大前置液、后置液用量的办法,增加的量可以按每1000m井深增加至少20m环空液柱来考虑,使泥浆与水泥浆没有接触的机会和可能,这就是平常所说的惹不起躲得起。
二、马深1井现场应用
马深1井是一口探井。设计井深8280m,完钻井深8418m,是目前国内最深井。四川弘晟石油工程技术服务有限公司完成了该井的二开、三开、四开、五开的固井水泥浆技术服务。其中四开中完井深7699m、五开完钻井深8418m的固井水泥浆都是高温水泥浆体系,水泥浆实验温度分别是135℃、160℃,公司的高温水泥浆体系继2009年元坝3井水泥浆实验温度175℃成功实践后再次经受了考验。事实证明公司的高温水泥浆体系是名符其实的。该井的井身结构如下:
马深1井井身结构
开次 | 钻头尺寸´井深mm´m | 固井方式 | 套管尺寸´下深mm´m | 封固井段m |
导管 | 914.4´50 | 单级 | 720´50 | 0-50 |
一开 | 660.4´922.73+609.6´961 | 单级 | 482.6´959.64 | 0-959.64 |
二开 | 444.5´3232+406.4´4297 | 正注反挤 | (346.08+339.7)´4292.85 | 0-4292.85 |
三开 | 311.2´6225.4 | 悬挂 | 273.1´(4084.59-6203.5) | 4084.59-6203.5 |
回接 | (282.6+273.1+284.2)´4084.59 | 0~4084.59 | ||
四开 | 241.3´7699 | 悬挂 | 193.7´(5985.79-7699.0) | 5985.79-7699.0 |
回接 | (206.4+193.7)´5985.79 | 0-5985.79 | ||
五开 | 165.1´8418 | 悬挂 | 146.1´(7481.92-8418.0) | 7481.92-8418.0 |
一)、马深1井193.7mm气层套管悬挂固井应用
该井四开钻进在陡坡寺组、龙王庙组6920.0-7138.90钻遇良好气层显示8层。井浆密度1.95g/cm3,静止36h后电测井底静止温度160℃。
1、水泥浆实验条件
温度135℃,压力145MPa,升温升压时间60min;恒温恒压下测稠化时间。
2、水泥浆配方:
领浆:嘉华G级水泥+GW-1(40%)+BS500(3%)+BS600(1%)+BS300(1%)+JZ-II(44%)+BS100L-G(4%)+BS200-G(7%)+JR(12%)+BP-1A(0.6%)
尾浆:嘉华G级水泥+GW-1(40%)+BS500(3%)+BS600(1%)+BS300(1%)+JZ-II(44%)+BS100L-G(4%)+BS200-G(5%)+JR(12%)+BP-1A(0.6%)
3、水泥浆性能
项 目 | 胶乳领浆 | 胶乳尾浆 | ||
设计 | 实际 | 设计 | 实际 | |
密度(g/cm3) | 2.05 | 2.05 | 2.05 | 2.05 |
失水量(ml) | ≤50 | 44 | ≤50 | 24 |
自由液(%) | 0 | 0 | 0 | 0 |
72h(167℃)抗压强度(MPa) | - | - | ≥14 | 21.2 |
72h(135℃)顶部抗压强度(MPa) | ≥14 | 18.6 | - | - |
初始稠度(Bc) | ≤20 | 20 | ≤20 | 19 |
100Bc稠化时间(min) | 400-460 | 438 | 180-240 | 225 |
密度高点(2.08g/cm3)时间(min) | 360-400 | 473(停机) | 160-220 | 183 |
温度高点(140℃)时间(min) | 360-400 | 361 | 160-220 | - |
温度高点(145℃)时间(min) | - | - | - | 145 |
流动度(cm) | ≥20 | 21 | ≥20 | 21 |
沉降稳定性(静止2小时)上下密度差g/cm3 | ≤0.02 | 0.02 | ≤0.02, | 0 |
4、水泥浆流变数据
名称 | Φ600 | Φ300 | Φ200 | Φ100 | Φ6 | Φ3 |
领浆 | 282 | 160 | 116 | 63 | 8 | 6 |
尾浆 | 235 | 130 | 94 | 55 | 9 | 6 |
先导浆 | 隔离液 | 冲洗液 | 领浆 | 尾浆 | 泥浆 | 稠化时间(min) |
10% | 10% | 20% | 60% | 420min未稠 | ||
25% | 25% | 25% | 25% | 400min未稠 | ||
10% | 20% | 70% | 400min未稠 | |||
33% | 33% | 33% | 400min未稠 | |||
70% | 30% | 212min稠 |
6、现场施工情况
2015年10月10日23:30开始下套管,10月12日2:00套管下完,后用钻具输送,10月13日19:00钻具输送尾管至井底(7699),循环处理泥浆;10月14日8:00悬挂器脱手成功;10月14日9:30固井准备就绪;-14:30固井施工(注浆顺序:1.95g/cm3的先导浆30m3,1.95g/cm3的隔离液15m3,1.02g/cm3的冲洗液3m3,2.05g/cm3的领浆胶乳25m3,2.05 g/cm3的尾浆胶乳18m3,1.95g/cm3的压塞液2m3,1.95g/cm3的井浆33 m3,1.95 g/cm3的保护液2.5m3,1.95g/cm3的井浆56.85m3,1.95g/cm3的碰压液2.0m3);-16:00起钻15柱;-18:00循环排混浆;-18:30短起5柱;-17日16:00憋压12MPa候凝。
施工全过程安全、顺利,水泥浆流动性好,密度均匀。
7、效果:
2015年10月18日21:00下钻探到上塞面5722m(上塞高263.79m)。
2015年10月22日9:00探到下塞面7605m(下塞高15.27m)。
2015年10月24日5:00-16:00电测声幅(测量段:5987-7615m)。
声幅情况统计如下:
15%以内段长 | 900 | 55.28% | 优质率 | 55.28% |
15%-30%段长 | 407 | 25% | 合格率 | 80.28% |
30%以上段长 | 321 | 19.72% | 不合格率 | 19.72% |
测井结论:本次固井质量合格。
二)、马深1井146.1mm尾管悬挂固井应用
该井五开钻进在灯影组8108.50-8112.00钻遇良好气层显示。井浆密度1.43g/cm3,静止48h后电测井底静止温度175℃。
1、水泥浆实验条件
温度160℃,压力135MPa,升温升压时间90min;恒温恒压下测稠化时间。
2、水泥浆配方:
领浆:JHG+50%砂+1%塑性剂BS600+2%膨胀剂BS500+1%高温稳定剂WD-4+3%高温降失水剂BS100L+12%胶乳JR+0.7%高温缓凝剂BS200-G+4.2%高温缓凝剂BS200R+1%减阻剂BS300-J+1%稳定剂WD-2+1%早强剂TC-2
尾浆:HG+50%砂+1%塑性剂BS600+2%膨胀剂BS500+1%高温稳定剂WD-4+3%高温降失水剂BS100L+12%胶乳JR+0.7%高温缓凝剂BS200-G+3%高温缓凝剂BS200R+1%减阻剂BS300-J+1%稳定剂WD-2+1%早强剂TC-2
3、水泥浆性能
项 目 | 领 浆 | 尾 浆 | ||
设 计 | 实 际 | 设 计 | 实 际 | |
密度(g/cm3) | 1.90 | 1.90 | 1.90 | 1.90 |
失水量(ml/6.9MPa×30min) | ≤50 | 46 | ≤50 | 48 |
72小时抗压强度(180℃×21MPa) | - | - | ≥14 | 18.9 |
72小时顶部抗压强度(155℃×21MPa) | ≥14 | 16.5 | - | - |
初始稠度(Bc) | ≤20 | 16 | ≤20 | 12 |
稠化时间(min) | 440-470 | 562 | 190-220 | 226 |
密度高点(1.93g/cm3)稠化时间(min) | 400-430 | 446 | 160-190 | 191 |
温度高点(165℃) | 400-430 | 454 | 160-190 | 187 |
流动度(cm) | ≥20 | 21 | ≥20 | 21 |
游离液(%) | 0 | 0 | 0 | 0 |
沉降稳定性,静止2小时上下密度差≤ | 0.02 | 0 | 0.02 | 0 |
名称 | 条件 | Φ600 | Φ300 | Φ200 | Φ100 | Φ6 | Φ3 |
领浆 | 常温 | >300 | 205 | 146 | 85 | 9 | 6 |
160℃ | >300 | 180 | 130 | 75 | 8 | 6 | |
尾浆 | 常温 | >300 | 227 | 152 | 89 | 10 | 8 |
160℃ | >300 | 196 | 135 | 77 | 9 | 6 |
5、污染实验
水泥领浆 | 50% | 70% | 70% | 1/3 | / |
隔离液 | 50% | 20% | 10% | 1/3 | 50% |
泥浆 | / | 10% | 20% | 1/3 | 50% |
稠化时间 | >430min | >430min | >430min | >430min | >430min |
6、现场施工情况。
2016年2月5日0:00开始下尾管,7日8:00下完尾管,下送入钻具,9日4:30钻具输送尾管至井深8414m(未探底)。开泵循环,10:30下放钻具到井底8418m,悬挂器脱手成功。-15:15固井准备;-20:30固井(施工浆体顺序:1.43g/cm3的先导浆30m3,1.55g/cm3的隔离液20m3,1.02g/cm3的冲洗液4m3,1.88 g/cm3的胶乳领浆11m3,1.94g/cm3的胶乳尾浆6m3,1.55g/cm3的压塞液2m3;1.80g/cm3的重浆7m3;1.55g/cm3的保护液2m3,1.43g/cm3的井浆58.8m3,未碰压。);-22:00短起15柱;-3:00循环;-4:00短起5柱;-2月13日9:00憋压8MPa候凝。
施工全过程安全、顺利,水泥浆流动性好,密度均匀。现场操作控制方便。
7、施工效果
①2016年2月15日1:30下钻至井深7049.7m探得水泥塞面,上塞高432.22m。
②2016年2月20日14:30下钻至井深8355m(球座位置),无下塞。
③2016年2月15日8:00~19:00电测固井质量。重叠段声幅20-30%,裸眼段大部分小于10%,少量10%左右,优质率93%。
测井结论:本次固井质量优质。
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