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X区块固井液化学添加剂优化研究

更新时间:2009-03-28

在油气井钻采的过程中,固井工作是必不可少的一个环节,目的主要是为了将石油天然气资源层与水层分开,从而能够延长油气井的寿命提高油气资源的产量[1]。固井操作就是采用一定的手段将套管下入到裸眼井段内对地层之间的油气水层进行有效的封隔。固井质量的好坏直接影响着后续井位的开采工作。我国经过多年的理论与实践研究,在固井操作方面取得了很大的成就,也形成了比较完善的固井体系,固井设备与固井液方面也取得了重大的突破,但是随着油气资源勘探开发的不断进行,所钻井位复杂情况也越来越多,固井环节也面临着越来越多的难点[2]

本论文主要以X区块作为研究对象,该区块地层存在着高压盐水层、盐膏层,高压气层等问题,地层压力系统比较复杂,这地层环境为本井位的固井操作带来了很大的风险,从邻井固井质量来看,采油配方:2.10g·cm-3水泥浆配方:G级水泥+66%盐水+4%GR1防气窜剂+7%CG88L降失水剂+1%X66L消泡剂+74%CD26F加重剂+6%MX增强剂+1.4%CF44L分散剂+0.9%H63L缓凝剂,缓凝剂不能满足固井要求,需要进一步的优化出适合该区块的固井液体系。

1 固井液体系性能评价

1.1 盐水水泥浆体系的流变性能研究

随着高温高压流变仪的出现,对G级水泥浆流变性的研究表明,随着压力增大,液相被压缩,使得水泥浆固相相对增加,内摩阻增大[4]。在低压下(小于1MPa),温度增加,表观粘度降低;在高压(大于2MPa)下,温度增加,表观粘度升高。随温度和压力增加,水泥浆粘弹性也随之增加,不利于提高小间隙和不规则井眼的顶替效率。室内选择2.10g·cm-3密度水泥浆进行不同温度下流变性能测试,测试结果见表1。

从应用型民办本科高校方面来看,要想培养大量的“双师型”教师就必须要付出更多的代价,但这会严重影响教学进度。因此,应用型民办本科高校便将重心转移到了外聘“双师型”教师上来,虽然这些教师都具有高职称和高学历,但他们却缺少一定的责任感。从企业方面来看,企业只注重具有应用型能力的学生,而教师的成长企业是完全不予理会的。从教师方面来看,即使教师具备了“双师”能力,他们的工资薪酬也不会有所增多。因此,这些教师对此并没有较高的积极性,这也在一定程度上增加了“双师型”教师队伍建设的难度。

2011年6月,彰化基督教医院护理部首次将OSCE应用于9位将通过试用期或刚通过试用期的新进护理人员,受试者需接受5个站点的考试。结果显示,考官(评量者)间的一致性信度在0.56~0.94。

 

表1 温度对流变参数影响Tab.1 Influence of temperature on rheological parameters

  

配方 温度/℃ 压力 Φ600 Φ300 Φ200 Φ100 Φ6 Φ3 n' K'20 300+ 270 200 115 17 9 0.78 1.5 30 300+ 250 185 108 15 8 0.81 1.2 40 300+ 245 178 102 14 8 0.77 1.10 2.10g·cm-3 50 常压 300+ 233 159 90 7.0 4.0 0.71 0.95 60 300+ 210 153 87 9.0 6.0 0.69 0.80 70 295 201 148 80 8.0 4.0 0.65 0.40 80 280 178 130 75 7.0 5.0 0.63 0.33 90 270 170 127 67 5.0 4.0 0.60 0.28

通过上述实验选择CG88L降滤失剂的加量为7%时,对水泥浆体系的性能进行系列的评价,研究其在50~100℃不同温度段内得稠化时间变化趋势见表3。

 

表2 降滤失剂的加量与水泥浆性能Tab.2 Addition of filtrate reducer and properties of cement slurry

  

CG88L加量/% 流变性Φ300 自由液/mL 3 141 0 4 178 0 5 185 0 6 192 0 7 231 0 8 254 0

评价条件:102℃×110MPa。

如果在垃圾填埋过程中覆盖不及时、集气设施局部破坏、填埋边缘地带收集死角、集气设施有效性差的情况下,实际气体的实际效率比理论产气量应小。对于该填埋场来说,由于地形复杂、形状不规则等因素的影响,其实际气体收集效率比平原型填埋场小。考虑到填埋作业和封场要求的不断提高和规范化,二期工程气体收集效率取65%。

1.2 盐水水泥浆的稠化性能研究

化学外加剂在水泥浆体系中的加入,能够显著改善水泥浆流变性;如分散剂的加入可以提高水泥浆的流变性,降低水泥浆的粘度;本试验研究不同浓度的CG88L比例对水泥浆性能的影响结果见表2。

 

表3 盐水配浆实验温度与稠化时间的关系Tab.3 Relationship between the experimental temperature and the thickening time of salt water mixture

  

稠化温度/℃50 60 70 80 90 102稠化压力/MPa强度/MPa 20 206 334 20 151 285 20 166 288 29.8 27 187 280 30 181 245 27.9 35 206 22.6常压稠化/min高压稠化/min

运用PPP模式进行城镇综合开发的优劣势分析 ……………………………………………………………………… 陈轶丽(6/33)

从上面的评价实验看,随着温度的升高,稠化时间缩短,但在80℃时,稠化时间略有异常,从对盐水水泥浆体系2.10g·cm-3的密度评价结果可以看出,在102℃的温度条件下,体系具有较好的强度性能,稠化时间满足作业要求,滤失小流变性较好。

  

图1 水泥浆102℃的稠化性能Fig.1 Thickening properties of cement slurry at 102 degrees centigrade

从2表可以看出,随着水泥浆中降滤失剂的加入,水泥浆的粘度增加,在7%时其粘度Φ300达到了231,虽然看起来粘度较大,但实验时稠化稠度一般在8~20BC之间,满足施工要求。

从稠化曲线图1可以看出,水泥浆的稠化时间在206min,具有稠化可调的性能,其从30BC到80BC稠化转化时间在14min。具有较好得稠化转化性能。

为综合考察了盐水水泥浆的高温性能,实验选用2.20g·cm-3水泥浆配方,H63L-H的加量为1.4%,进行了100~130℃的温度下的稠化实验见表4。

 

表4 含CG88L水泥浆抗高温性能评价Tab.4 Evaluation of high temperature resistance of CG88L cement slurry

  

稠化温度/℃100 110 120 130稠化压力/MPa稠化时间/min 备注316 稠化曲线良好46 222 稠化曲线良好50 155 稠化曲线良好53 121 稠化曲线良好

由表4可以看出,CG88L降滤失水剂的抗高温性能较好,在100~130℃的高温下,稠化过渡规律强,能保持其良好的稠化曲线。CG88L聚合物水泥浆体系的抗侵污性能是其主要的优势特性,在采用不同的介质进行污染的情况下,由CG88L配制的水泥浆体系性能稳定。因此,可以认为CG88L降滤失剂配制的水泥浆体系是一套具有优异性能的水泥浆体系,其显著的特点是其具有的良好的抗盐和高价离子侵污性能;较好的滤失性能和优异的抗温性能;由其所配制的水泥浆不仅流变性能稳定可调而且浆体均匀,无自由液;满足绝大多数固井作业施工的要求。

2 结语

固井质量的好坏直接影响着石油与天然气资料的勘探开发效益。因此,我国的石油开发工作必须要解决好的问题就是固井液的好坏问题。本论文通过对邻井固井水泥浆的流变性能以及稠化性能最终确定适合该区块的估计液体系为水泥浆配方:G级水泥+66%盐水+4%GR1防气窜剂+7%CG88L降失水剂+1%X66L消泡剂+74%CD26F加重剂+6%MX增强剂+1.4%CF44L分散剂+1.4%H63L-H。通过室内研究该固井液体系具有很好的抗滤失性以及稠化性能,适合在该区块进行推广应用。

参考文献

[1] 张明昌.固井工艺技术[M].北京:中国石化出版社,2009.1;73-76.

[2] 屈建省,许树谦,郭小阳.特殊固井技术[M].北京:石油工业出版社,2006.226-228.

[3] 步玉环,尤军,姜林林.触变性水泥浆体系研究与应用进展[J].石油钻采技术,2009,37(4):110-114.

[4] 董玉福.论提高油田固井质量的施工措施田.现代商贸工业,2011(15).

 
白梦来,邹振宇
《化学工程师》 2018年第04期
《化学工程师》2018年第04期文献

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