一種高強低密度水泥漿體系在蘇里格氣田的應用

王曉亮

摘 要：蘇里格氣田屬于典型的低滲透率氣藏，要求水泥漿體系具有較高強度以及較低密度，本文通過室內試驗優選了減輕材料、緩凝劑以及降濾失劑，研制了一種高強低密度水泥漿體系，實驗結果表明：該水泥漿體系密度均在1.35～1.40g/m3時抗壓強度能夠大于10.5MPa，且流變性能較好。同時現場試驗一口井，使用后大大提高了水泥漿的上返高度，保證該區塊固井質量，取得了良好的效果。

關鍵詞：水泥漿;低滲透;蘇里格氣田;高強;低密度

0 前言

研究的目的和意義：蘇里格氣田作為我國“西氣東輸”工程的重要區塊但是其開發難度較大，屬于典型的“低孔隙度低滲透率”氣藏，這種類型的氣藏幾乎沒有自然產能，提高產能基本上都需要后期壓裂。因此，要求水泥漿具有很高的強度和較低的密度，綜上所述，為了滿足施工要求，針對該區塊優選了一種高強低密度水泥漿體系。

1 體系的研究與建立

在水泥漿體系配方中，減輕材料是降低水泥漿密度的關鍵，而降失水劑如果與水泥漿體系配方復配效果差，就會導致體系性能不穩定，直接影響固井效果。

1.1 減輕材料的選擇

水泥漿體系中的減輕材料主要起到在體系中降低密度增強水泥漿體系的強度的作用，同時對水泥漿體系的流變性能等不會產生過多影響。通過理論研究，篩選出三種減輕材料：HANC、PHLIPS、GWOFL。

1.1.1 抗壓強度評價

在水泥漿體系中加入三種減輕材料，壓模養護48h之后，測試抗壓強度。在不同的溫度條件下，減輕材料GWOFL的抗壓強度最優，而減輕材料HANC的抗壓強度最弱，隨著溫度升高，水泥石的抗壓輕度逐漸增強。

1.1.2 流變性評價

這幾種增強材料加入到水泥漿體系中，同時加入一定量的稀釋劑，在65℃下測量水泥漿體系的密度以及流變性，考察其對水泥漿體系的影響。通過實驗結果表明減輕材料能夠大幅度降低水泥漿的密度，其中GWOFL降低率最大，同時減輕材料GWOFL對水泥漿體系的流變性能影響最小。

1.2 緩凝劑的選擇

固井水泥漿緩凝劑是一種能夠推遲水泥固化，從而延長施工時間，提高工作效率的一種處理劑。通過調研優選了四種緩凝劑：FB、KP、TJ、HNJ-1。

1.2.1 稠化性能評價

將加有不同緩凝劑的水泥漿體系攪拌后，放入稠化儀當中，從開始升溫升壓至稠度升值100Bc，記錄水泥漿體系的稠化情況。四種緩凝劑中KP和TJ的稠化曲線更加趨于直角，優于其他兩種緩凝劑。

1.2.2 流變性評價

這幾種緩凝劑加入到水泥漿體系中，在65℃下測量水泥漿體系的表觀粘度以及動切力，考察緩凝劑對水泥漿體系的影響。通過實驗結果可以看出TJ緩凝劑對水泥漿體系的流變性影響最小，綜合考慮緩凝效果以及對水泥漿體系流變性的影響（見表1）。

1.3 降失水劑的選擇

水泥漿用降失水劑直接影響水泥漿體系的失水造壁性能從而影響井壁穩定性，甚至影響油氣井的開發。通過調研篩選了四種水泥漿用降失水劑HPEG、XS、DMC、FAA，分別對這四種處理劑性能進行評價。

1.3.1 降濾失效果評價

將四種不同的降濾失劑按照不同加量加入到水泥漿體系當中，考察水泥漿體系在老化前后的濾失情況，實驗結果表明：DMC的降濾失效果最好，HPEG的效果最差。

1.3.2 流變性評價

這幾種降濾失劑加入到水泥漿體系中，在65℃下考察降濾失劑對水泥漿體系的影響。通過實驗得出：四種降濾失劑對水泥漿體系流變性的影響均不明顯。

2 高強低密度水泥漿體系性能評價

2.1 室內評價水泥漿流變性能;

針對高強低密度水泥漿體系的流變性能進行了室內評價，評價結果如表2所示。

室內評價結果表明，水泥漿體系的流變性能符合固井設計要求。

2.2 室內評價水泥漿體系的稠化性能

根據蘇里格區塊固井總體設計要求，水泥漿體系要達到近直角稠化。小組成員針對高強低密度水泥漿體系的稠化性能進行了室內評價，結果如圖4所示：

3 現場試驗

2020年9月，高強低密度水泥漿體系在蘇11-47-16井進行現場試驗，使用后該井聲幅曲線良好，大大提高了水泥漿的上返高度，保證該區塊固井質量，該水泥漿體系取得了良好的效果。

4 結論

①高強低密度水泥漿體系能夠在較低的密度下，保證水泥漿體系具有較高的強度;②高強低密度水泥漿體系具有良好的流變性能，以及失水造壁性能;③高強低密度水泥漿體系適合低滲透率氣藏的固井施工，能夠大大提高了水泥漿的上返高度，保證該區塊固井質量。

參考文獻：

[1]郭勝來，等.可循環油基泡沫鉆井液體系室內評價及應用[J].長江大學學報（自科版），2014，5（14）：43-46.

[2]王永紅.順北油氣田超深窄間隙固井技術研究[D].成都：西南石油大學，2018.