提高注水泥质量的综合因素Ξ郭小阳刘崇建张明深张勇张朝晖(西南石油学院国家重点实验室,四川南充637001)(南海西部石油公司钻采工艺研究所)摘要分析现场固井实例说明,提高固井质量是一项系统工程,围绕水泥浆特性、浆体压力平衡、流态、井身质量、套管居中及水泥浆与泥浆流变性能等方面,拟定固井工艺措施,是提高水泥浆顶替效率,防止水泥浆窜槽,保证水泥石密封质量的较好方法。文中还对水泥石的的声幅测井及变密度测井进行了对比和分析,初步得出了声幅值的变化幅度与两个交界面的质量并不完全吻合。主题词注水泥;综合因素;压力平衡;密封中图分类号TE256.5前言油气井注水泥质量是保证油、气井寿命,提高采收率以及合理开发油气资源的关键技术之一。现场及室内研究表明[1],提高油气井固井质量所涉及的问题很多,如水泥浆特性、水泥浆流动规律、压力平衡、井身质量、套管居中及水泥浆与泥浆流变性能的合理配合等方面。如何把这些因素作为一项系统工程有机地结合起来,是当前提高固井质量(见表5)的主要方向。现场将这些问题作了进一步归纳,形成提高固井质量的八字方针,即压稳、居中、替净和密封。具体要求解决的问题有以下几方面:(1)水泥浆注替和凝结过程,必须保证浆柱压力与地层压力的平衡关系,作到水泥浆不漏,油、气、水不因水泥浆失重而造成窜流问题;(2)清除和替净环空泥浆,提高水泥浆的顶替效率和水泥环的胶结质量;(3)提高水泥石的密封质量,无局部水槽、横向水带和窜槽现象,保证后继工程的要求。围绕上述问题,应用LD14-1井固井实例,说明影响固井质量的几项关键因素。1LD14-1井眼基本情况111井身结构958″套管及7″尾管注水泥结构为:1214″井眼(501119～1245.0m)+958″套管(0～1242115m)+水泥浆返高840196m(实际为592115m,井段为650～1242.15m)。812″井眼(1242.15～1778m)+7″尾管(1102～1631m)+水泥浆返高527m(1100～1631m)。112钻井及井眼情况当用958″套管固井后,使用密度为1116的泥浆钻至154118m时,因欠平衡,所以在812″井眼内,井深1541m处卡死,从1199～1280m开窗侧钻,钻出的812″井眼极不规则,井径呈尖峰锯齿形变化,出现多段糖葫芦井眼,特别在井段1470～1495m,其井径变化为:30.5cm～35.6cm～45.70cm;在井段1563～1580m,其井径变化为:25.4cm～38.1cm～48.3cm。113侧钻时气侵情况侧钻时,使用的泥浆密度为1125,并逐步将密度提高到1173,但气测值仍较大(见表1)。表1不同井深的气侵情况井径井深(m)ρm气测值含量(%)812″1388113042(1260单位)1580115028(850单位)177011732314(702单位)第20卷第3期西南石油学院学报Vol.20No.31998年8月JournalofSouthwestPetroleumInstituteAug1998Ξ1998—03—04收稿郭小阳,男,1951年生,副教授,现主要从事固井、完井方面的教学和科研工作©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net114泥浆及水泥浆性能表2～表3为LD14-1井958″套管及7″尾管固井时,泥浆与水泥浆的流变性能和水泥浆防气窜的有关因子。表2泥浆与水泥浆的流变性能液体类型1214″×958″ρmτ0(Pa)ηs(Pa·S)nk(Pa·Sn)812″×7″ρcτ0(Pa)ηs(Pa·S)nk(Pa·Sn)海水聚合物泥浆1.18～1.255～100.01～0.020.464～0.4510.559～1.2151.73100.3990.6240.622水泥浆1.9023.510.1080.6561.3141.909.200.1320.8560.369表3水泥浆性能及防气窜因子井身结构GFP水泥浆性能指标ρc失水量(ml/30min)自由水量(ml)t100BC(min)t50BC(min)AΔp(MPa)1214″×958″1.041.901480.43232700.2807.95812″×7″12.581.905302782500.0470.65注A=0.182(t100BC)12-(t30BC)12眼极,用t50BC代替t30BC,计算A值。GFP为气窜潜力系数,用水泥浆柱压力最大降低值Δpmax与井内浆柱过平衡压力Δp的比值表示。Δpmax为水泥浆胶凝强度τc=240Pa时,水泥柱的压力降低值。很显然当Δp愈大,Δpmax愈小,GFP愈小,气窜危险性愈小;当GFP=1～4,气窜可能性较小;当GFP=5～8,气窜可能性中等;当GFP>8,气窜危险大。从表2～3可知:(1)水泥浆的流性指数nc或动塑比(τ0ηs)c分别大于和小于泥浆的流性指数nm或动塑比(τ0ηs)m,易于造成两种液体沿顶替界面窜槽的情况;(2)7″尾管的水泥浆,其稳定性良好...
