（石油与天然气工程专业论文）扶余地区浅调整井固井技术研究.pdf

扶余地区浅调整井固井技术研究 冯水山( 石油与天然气工程) 指导教师：步玉环副教授 张嵇南教授级高工 摘要 吉林油田扶余地区地层特点是油层埋藏浅( 3 5 0 5 0 0 米) 、井底温度 低( 3 0 ) ，属于低渗透油田。目前已进入三次加密调整阶段，由于长期 的注水开采，地下情况十分复杂，地层原始压力系统遭到破坏，层间压 差高，地层水、气窜严重影响了固井质量。 针对扶余地区的地层、井深特点，对n - c d 外加剂对水泥浆性能的 影响分析及对比研究，应用n c o - i i 低温早强防窜水泥浆体系，并配合研 究了双凝双密度等一系列技术措施，通过应用使这一地区的固井质量大 幅度的提高，固井技术日趋完善，形成了以成片停住泄压、j s s 一1 高效 低失水冲洗液、n c d 一2 速凝早强防窜水泥浆、双凝双密度水泥浆结构、 紊流顶替和敞压候凝固井工艺措施为主的适合于扶余地区的浅调整井完 井配套技术。2 0 0 4 年固井5 3 1 口，合格率9 9 9 ，优质率8 9 0 8 ，2 0 0 5 年固井8 9 7 井，合格率9 9 9 ，优质率8 6 1 8 ，成为吉林油田高产创效 的重要力量。 关键词：扶余地区，调整井，固井质量，双凝双密度水泥浆 c e m e n t i n gt e c h n o l o g ys t u d yo f s h a h o w a d j u s t m e n tw e l lf u y ua r e a f e n gs h u i s h a h ( o i l & g a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rb uy u h u a n a n dp r o f e s s o r - e n g i n e e rz h a n gj i n a i l a b s t r a c t f u na r e ai nj i l i no i lf i e l dh a ss h a l l o wo i l - b e a r i n gl a y e r ( 3 5 0 5 0 0 m e t e r ) a n dl o wb h s t ( 3 0 。c ) i ti sak i n do f l o wp e r m e a b l eo i lf i e l d t od a t e ， i th a sc , o n l et ot h et h i r da d j u s t m e n ts t a g e , f o ry e a r so fe x p l o i t a t i o nb yw a t e r i n j e e t i o n , t h e s u b s u r f a c e p i c t u r e b e c o m e s i n c r e a s i n g l yc o m p l e x ，t h e f o r m a t i o ni n i t i a lp r e s s u r ei sd a m a g e d ，t h ep r e s s u r ed i f f e r e n c eb e t w e e nl a y e r s i sh i g h , a n dt h eu n d e r g r o u n dw a t e ra n dg a sm i g r a t i o ns e r i o u s l ya f f e c tt h e c e m e n t i n gq u a l i t y c o n s i d e r i n gt h ef o r m a t i o np r o p e r t i e so ff u y ua r e a , t h i sp a p e rs t u d i e d t h en c da d d i t i v ew i t hs l u r r ys y s t e mp e r f o r m a n c eb yb e h a v i o rw i t hh i g h e a r l i e r s t r e n g t h a n dd e f e n dw a t e r m i g r a t i o n , a p p l i c a t i o n w i t ht h e t e c h n o l o g ym e t h o db yd o u s ec o n c r e t i z ea n dd o u s ed e n s i t y b yt w oy e a r s a p p l i c a t i o nt h ec e m e m i n gq u a l i t yp e r f e c t i o nr a t eh a v eo b v i o u s l yi n c r e a s e d ， i n f o r mat c c h n o l o g yo fs t o pi n j e c t i o n ，j s s 1w a s h i n gf l u i d ，n c d - 2a c c e l e r a t i o n s e t t i n gh i g he a r l i e rs t r e n g t hd e f e n dc u t t i n g ，t u r b u l e n c er e p l a c ea n do p e n p r e s s u r ec o n c r e t i n gw e l lc o m p l e t i o n i n2 0 0 4 ，c e m e n t i n g5 31 w e l l st h e p e r f e c t i o nr a t ei s8 9 0 8 a n d8 6 18 i n 2 0 0 5 k e yw o r d s ：f uy ua r e a , a d j u s t m e n tw e l l ，c e m e m n gq u a l i t y , d o u b l es e t t i n g a n d d e n s i t ys l u r r y 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国 石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 签名：里拯出2垆占年f - 月日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅：学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印，缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 冯火l l 7 鸳茹霉名 弘膪 2 3 0 t u r n 密度；1 9 0 1 9 5 9 e m 3 初凝时间；3 0 - 5 0 r a i n 终凝时间： 1 2 m p a ：m 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章早强防窜水泥浆体系研究 3 1 2 高密度领浆性能指标 流动度： 2 3 0 n m l 密度：1 9 5 - 2 1 0 9 c m 3 初凝时间：1 0 0 - 2 0 0 m i n 终凝时间： 1 2 m p a 3 1 3 低密度领浆性能指标 流动度： 2 2 0 m m 密度：1 4 5 1 5 5 9 c 皿3 初凝时间：5 0 - 8 0 m i n 终凝时间： 8 m p a 3 2n o d - i i 早强防窜剂的研制 3 2 。1n c d - 早强防窜剂的研制 三种主剂n 、c 、d 的合成原理及简单的工艺过程： n ：主要由早强荆、微膨胀剂等数种无机物组成，生产时按配料比加 入混配罐，搅拌均匀后制成。 c ：主要由天然糖类化合物与氯乙酸在碱催化下反应，然后结晶，用 硫化床干澡机干澡而成。 d ：由环氧乙烷与氨水在3 0 4 0 温度下减压缩合反应，然后脱水， 减压蒸留，收取特定温度下的留分而成。 3 2 2n c d - i i 早强防窜剂的作用机理 通过n c d i i 早强防窜剂中三种主剂n 、c 、d 的分别作用综合起来 3 l 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章早强防窜水泥浆体系研究 达到预期效果。 n 的早强微膨胀作用机理：加速水泥水化速度，溶解后增加能量， 使体积微膨，形成可压缩水泥浆，增加水泥石韧性，提高强度。 c 的作用机理：调节体系流动度和凝结时间。 d 的作用机理：降低水泥石的渗透率，形成致密的水泥石，使水泥 颗粒排列紧密，提高强度，同时也起到速凝作用。 3 3n c d - i i 早强防窜水泥浆室内研究 以设计指标为依据，严格执行油井水泥外加剂的试验规程和操作规 程，选用a 级大连水泥进行了各项性能的研究优选。 3 3 1 主剂n 对水泥浆性能的影响 考虑到n 主要起到早强和微膨胀作用，为此，选择n 加量不同情况 下对水泥石强度和体积膨胀性进行测试，并与另两主剂复配，在同等条 件下试验，观察它们之间是否有相互副作用，试验数据见表3 1 和表3 2 。 表3 - 1n 对水泥浆强度和体积的影响数据表 主剂加量2 4 h 抗压强度膨胀率 序流动度 密度 水灰比 温度 强度温度 号ncdm m 倌e m 4 2 d3 d7 d ，m p a ll oo0 4 22 2 0 1 9 2 1 4 51 7 1 8 3 3 3 02 0 2 zo0o 4 22 2 01 9 21 6 31 63 66 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章早强防窜水泥浆体系研究 表3 - 2 c 、d 对膨胀率的影响表 主剂加量 2 4 h 抗压强 膨胀率 序 流动度密度 度 水灰比 号m m g c m - 3温度强度 温度 ncd2 d3 d7 d 脚ax 2 1 5 l1 o 1 o 0 5 0 4 22 4 51 9 21 71 73 4 3 3 01 7 2 0 22 0 1 2o 2o 4 22 3 51 9 21 83 66 5 1 30 o o 0 4 22 2 0l 9 21 01 62 8- 1 2 图3 - l 加入n 后膨胀率随天数的变化曲线图 从表3 1 的数据可以看出，n 的加量由从0 增加到2 ，其强度增加， 并且都明显高于原浆，膨胀率随天数和n 加量的增加而增大，见图3 1 。 从表3 - 2 可以看出，当有c 、d 两种外加剂与n 剂复合作用后，控制膨 胀率的主要是n 剂，也就是说对膨胀率起决定性作用的是n 剂，c 、d 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第3 章旱强防窜水泥浆体系研究 剂对膨胀率不起决定性作用，可见该n c d 外加剂对膨胀率是稳定可靠 的。 从图3 - 1 的膨胀率变化曲线可以看出，加入n 后，随养护天数增加， 膨胀率增加，而原浆随养护天数增加，体积收缩。可见，n 的加入可以 弥补水泥石凝固产生的体积收缩。增加套管与井壁之间的连接力，使水 泥石强度增加，有利于提高固井质量。 3 3 2 主剂c 对水泥浆流动度和凝结时间的影响 选择c 在不同加量时测量水泥浆流动度和凝结时间，并与n 、d 复 配，试验结果见表3 - 3 。从表3 3 数据可以看出，c 的加入大大缩短了水 泥浆的凝结时间，改善了水泥浆的流动度，并且随c 加量的增加，凝结 时阃缩短，流动度增加。同时，d 的加入进一步缩短了凝结时问，起到 了速凝作用，可见。各主剂之间没有直接的相互作用。 表3 - 3c 对水泥浆流动度和凝结时间影响数据表 序主剂加量流动度 密度养护温度初凝时间 终凝时间 水灰比 号ncd r a m g c l i l 。 ， r a i n m i n l0 0 50 4 22 4 01 9 23 07 81 9 2o 10 4 22 4 01 9 23 06 32 0 3o 1 5 o 4 22 4 5 1 9 2 3 05 52 0 42o 10 1o 4 22 4 01