胶乳防气窜水泥浆体系的研究与应用

论文摘要

在固井过程中常常发生气窜,尤其是在深井和气井中,地层压力大、井身结构复杂,更容易发生气窜,使水泥石胶结强度降低,影响固井质量,并严重影响油气井的正常生产和降低采收率。目前中国在解决窜流的固井技术上,开发出了不渗透水泥和低失水、短过渡、微膨胀、高早强防窜水泥浆及发泡水泥、泡沫水泥等体系[2],部分解决了油井因气窜影响固井质量的问题。但对于高压防窜水泥浆体系,研究开发较落后,特别是现有的水泥浆体系韧性差,易破裂,界面胶结不良,固井质量达不到施工要求。研制出了一种新型SDJR胶乳水泥浆体系,对其常规性能(如失水、流变性等)、抗折强度、抗压强度以及防窜性能等进行了实验研究。采用国产胶乳和配套的外加剂,通过试验研究了胶乳水泥浆的稳定性能、失水性能和流变性能、防窜性能以及水泥石性能。结果表明：胶乳辅以合适的稳定剂,可以作为水泥浆的外加剂,配制出具有防气窜和韧性性能的胶乳水泥浆；配合使用适量的外加剂,可显著降低胶乳水泥浆的失水量,提高水泥浆的流变性能,控制水泥浆的稠化时间,使胶乳水泥浆综合性能满足固井要求。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究课题的依据
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 环空气窜的危害
• 1.3.1 环空气窜的危害
• 1.3.2 控制气窜的方法
• 1.4 水泥浆的凝固特性与气窜的关系
• 1.4.1 水泥浆的凝固结构特性
• 1.4.2 孔隙的形成和液柱压力的传递
• 1.4.3 气侵的方式和条件
• 1.5 环空气窜的预测
• 1.5.1 平衡压力法
• 1.5.2 气窜潜力系数法
• 1.5.3 压稳系数法
• PN法'>1.5.4 水泥浆性能系数S_PN法
• RN法'>1.5.5 水泥浆性能响应系数S_RN法
• 1.6 防气窜水泥浆体系
• 1.6.1 直角稠化水泥浆体系
• 1.6.2 触变水泥浆体系
• 1.6.3 延迟胶凝强度泥浆体系
• 1.7 防气窜的固井工艺措施
• 1.7.1 平衡压力固井工艺技术
• 1.7.2 管外封隔器防气窜技术
• 1.7.3 震动注水泥防气窜技术
• 第二章 水泥浆实验仪器与外加剂
• 2.1 主要仪器介绍
• 2.1.1 5265型静胶凝强度分析仪
• 2.1.2 7222型增压稠化仪
• 2.1.3 恒速搅拌器
• 2.1.4 YJ-2001匀加荷压力试验机
• 2.2 水泥及外加剂作用机理
• 2.2.1 油井水泥
• 2.2.2 胶乳
• 2.2.3 硅粉
• 2.2.4 减阻剂
• 2.2.5 缓凝剂
• 2.2.6 降失水剂
• 2.2.7 膨胀剂
• 第三章 防气窜水泥浆体系的室内研究
• 3.1 油井水泥浆性能
• 3.1.1 密度
• 3.1.2 水泥浆的流变性
• 3.1.3 水泥浆失水量
• 3.1.4 水泥浆的稠化时间及初始稠度
• 3.1.5 凝固时间
• 3.1.6 游离液
• 3.1.7 稳定性
• 3.2 水泥石性能
• 3.2.1 抗压强度
• 3.2.2 胶结强度
• 3.2.3 体积收缩性
• 3.2.4 渗透率
• 3.3 影响水泥浆性能的主要因素
• 3.3.1 水灰比对水泥浆性能的影响
• 3.3.2 外掺料对水泥浆性能的影响
• 3.3.3 温度、压力对水泥浆性能的影响
• 3.4 胶乳水泥浆
• 3.4.1 胶乳
• 3.4.2 减阻剂
• 3.4.3 降失水剂
• 3.4.4 膨胀剂
• 3.4.5 抑泡剂
• 3.4.6 稳定剂
• 3.5 胶乳水泥浆的性能
• 3.5.1 胶乳水泥浆的失水性能
• 3.5.2 胶乳水泥浆的流变性能
• 3.5.3 胶乳水泥浆的稠化时间
• 3.5.4 胶乳水泥浆的防窜性
• 3.5.5 胶乳水泥浆的稳定性
• 3.6 胶乳水泥浆室内实验研究评价
• 3.6.1 室内实验结果分析
• 3.6.2 胶乳水泥浆综合性能
• 第四章 防气窜水泥浆体系的现场应用
• 4.1 桩1区块井
• 4.1.1 水泥浆以及前置液室内研究以及结论
• 4.1.2 水泥浆配方以及实验数据
• 4.1.3 固井工艺的改进
• 4.1.4 桩一-平32水平井固井油气层保护技术应用效果
• 4.1.5 应用效果
• 4.2 义34区块介绍
• 4.2.1 基本数据
• 4.2.2 钻进过程复杂情况
• 4.2.3 固井技术难点
• 4.2.4 水泥浆体系与前置液设计
• 4.2.5 固井工艺的改进
• 4.2.6 应用效果
• 4.2.7 结论与建议
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 详细摘要