樊121區塊固井水泥漿體系的探索與應用

王欽華

摘要：隨著現今鉆井技術的不斷發展，油田勘察工作持續化深入，促使挖井與生產井的工作開展在不斷增加難度，許多的深井正在面臨著深、多、長等多種難度的挑戰。深井固井工作開展不僅要有相應的機制與工藝，同時還要使用具有高性能的水泥漿體系加以配套，在國際上的發展中，高溫井段使用的固井費用要高于常規井段的好幾倍，這也就反映出復雜井體固井技術應用存在的難度與風險性。

關鍵詞：樊121區塊;水泥漿體系;探索與應用

前言：

固井水泥體系的設計是為了更好的滿足固井性能的要求，在使用中還需要考慮到溫度、體系的穩定性以及水泥石的高溫穩定性等，保障在任何的情況下都可以正常的開展施工，促進固井技術施工質量的提升。同時還需要加強對彈性材料以及增韌材料的使用，在分析水泥漿外加劑以及一些摻料的同時，還要考慮水泥漿自身性能產生的影響。

一、樊121區塊概況

樊107塊沙三段構造簡單，總體為向西北傾斜的單斜，東南高西北低，大蘆湖油田樊121-斜78井井口方位221°距離26m，濟陽坳陷東營凹陷博興洼陷帶樊家鼻狀構造帶西翼樊107斷塊，井位坐標：初測井口縱X：4 119 784.00橫Y：20 580 033.00靶點A縱X：4 120 460.00橫Y：20 580 980.00。

據樊121-33井投產初期測壓數據折算，沙三下81小層原始地層壓力47.71 Mpa，壓力系數1.44，為異常高壓系統。2018.08.10據樊121-斜90井沙三中77小層及沙三下81小層測試壓力數據，地層壓力30.75 Mpa，折算壓力系數0.88，為常壓系統。設計井位所在區域動用程度低，考慮地層壓降相對較低，異常高壓系統可能性大。設計井井口位于老井樊121-斜80井井場內。要求采用鉆井液不落地工藝施工。

二、常規的固井水泥漿體系

對于中溫的固井水泥漿體系來講最適用的溫度是在小于或等于120℃;高溫的固井水泥漿體系在實際應用過程中，有著非常優秀的抗高溫性能，但是在實際應用中溫度不適宜超過160℃;超高溫固井水泥漿體系在實際使用中，有著更加突出的抗高溫性能，也是現今很少可以將可控溫度達到200℃的水泥漿體系，其適用于不超過200℃的溫度。這樣的體系較多使用在淡水水泥漿固井中，也應用在一些礦化度比較高的水泥漿固井中，可以應用在一些常規的、條件一般的固井中，也可以應用在一些低密度、高密度有著特殊條件的復雜固井中，在實際應用時有著非常優良的水泥漿體系性能，促使其廣泛的被應用在工程中，同時有著良好的可調控性，整體的漿體性能是比較穩定的，各種性能之間非常容易調節。

三、深層經固井水泥漿體系研究

（一）高溫防氣體竄外加劑的選擇

根據現今國內外對外加劑使用性能、使用狀況以及深層氣井的鉆井等特征展開的研究，結合了大量的室內試驗等展開對比分析，最終考慮使用丁苯膠乳作為防氣竄水泥漿外加劑，這是最為合適的一種方法。該物質是由多種微小的橡膠粒子所構成的，隨著水泥溫度的不斷升高，促使橡膠分子與水分子、水泥中的化學物質形成一種氫鍵，繼而形成一種網架狀的結構，從而在其外表聚集了比其他類型水泥還要多的的能量，于是促使其抗高溫的性能得到更好的保障。將橡膠分子填充在水泥顆粒中，在合適的壓差作用下可以匯聚形成致密的硬橡膠塊，這樣一來就可以阻止水泥漿失水的現象出現，很大程度上降低了水泥石的滲透率，氣體在進入水泥石會遇到更大的阻力。在乳化丁苯乳膠的過程中，會出現一些絮狀的凝結物其在水泥機制中匯聚成為一種抑制滲透的乳膠膜，有效的防止氣體進入到水泥漿注中。丁苯膠乳水泥在經過一定的配置之后，需要始終保持著低膠凝的強度狀態，可以充分的將水泥漿的液柱壓力傳遞出去，隨著時間的發展促使溫度不斷升高，于是就形成了直角膠凝，以此降低水泥漿因為失重而產生的壓力，有效的達到了防氣竄的效果。

（二）增加韌性材料的選擇

為了更好的滿足深汽油井固井的要求，除了使用丁苯膠乳作為防氣竄的原料之外，還需要使用DZF-1作為增加韌性的一種材料，可以減少在射孔、壓裂等工作中，出現的沖擊載荷，導致水泥中原有的原始細微裂縫迅速的增大與應力集中，避免形成更大的裂紋，繼而造成氣體的竄槽。DZF-1材料作為一種具有低彈的礦物纖維，將其作為一種主體加入到含有多種不同成分的纖維混合物中，就可以提升其自身的抗拉性能，針對于水泥石中出現的缺陷裂痕尖端應力場產生了屏蔽的作用，以此有效的提升了水泥石自身的抗斷裂韌性以及抗沖擊的性能等，促使其形成高強度的水泥石。

四、深氣井固井的工藝技術

使用雙極注水泥技術，可以在一次性的長封固井中將其劃分為兩段比較短的封固井展開作業，更多的是應用在深井的封固井作業中，這樣的方法可以減少一次注水泥固井在實際施工中的難度，同時減輕了環空液柱出現的壓力，減少固井出現泄露的可能性。使用雙極注水泥的方法，可以將其分為淹沒式的連續雙極注入、一劑間隔式的雙極注水泥。使用淹沒式連續雙極注水泥注入的一級與二級之間是沒有間隔膜的，這樣的做法是為了更加有效的避免二級井眼鉆井液的腐蝕，促使工程的正常開展。而采取淹沒式雙擊注入水泥，是在進行一級水泥漿澆注的過程中，少量的附加同時注入定量的緩凝前導水泥漿，以此便于打開雙極箍之后，可以更好的將水泥漿順利的導出到地面，并且在一級沖洗液中添加一些稀釋劑，繼而有效的控制水泥漿受到污染的程度，同時配套使用內置的隔離液與液壓膠塞液，促進工程的開展。

結語：

防氣竄的使用導致韌性泥漿的失水量比較低，并且稠化的時間比較短，在適中的時候基質的滲透率是比較低的，且內部有著較大的阻力，總體的防竄性能比較好。水泥石中有著比較高的可塑性，同時具有比較強的抗沖擊韌性，這樣可以減小在井下工作時對水泥環造成的損壞。在使用防氣竄增加韌性的水泥漿以及相應的配套設施時，要保障水泥漿在失重的情況下氣層壓穩，防止出現氣竄的現象。

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