库车山前低返速下水泥浆性能研究

发布时间：2020-06-28 05:25

【摘要】：塔里木油田库车山前区块,地质情况复杂,尤其克深区块盐膏层,安全压力窗口窄,在固井过程中时常发生井漏。近几年,山前区块采用低返速防漏固井技术,解决了部分井前期固井漏失、一次上返充满困难等难题,为解决库车山前区块的固井难题开辟了新的途径。低返速防漏固井技术注水泥过程中,水泥浆排量大幅降低,从而水泥浆返速也会相应降低,将会对水泥浆的性能产生影响,而目前并没有低返速防漏固井技术水泥浆性能的评价方法。为此,基于库车山区块钻井、固井资料,依据GB/T 19139-2012标准,提出了一套适用于库车山前区块低返速防漏固井水泥浆性能评价方法。并对现场在用的水泥浆体系进行了性能评价,探究了不同工艺措施对水泥浆性能的影响及机理。在室内研究中,为了模拟不同排量下水泥浆的升温速率,实验依据现场注入排量和井眼尺寸,设计的升温时间为70～140min;且以稠化仪的不同转速下模拟水泥浆在套管和环空中的剪切速率,依据现场资料,设计了 10～150rpm的转速模拟不同注替排量对固井水泥浆性能的影响;并依据现场资料确定实验压力为140MPa、实验温度为120～160°C。以此,研究不同转速和不同温升时间对现场水泥浆体系耐温性、稳定性、稠化时间及抗压强度等性能的影响。实验结果表明:降低稠化仪转速,对水泥浆的高温沉降稳定性有一定的改善作用;降低稠化仪转速会延长水泥浆的稠化时间,且随温度的增加,影响加剧,160°C下水泥浆的稠化时间延长幅度达220%。低转速条件处理后的水泥浆,抗压强度发展减缓,160°℃条件下,14天平均强度降低可达到-29%;延长升温时间水泥浆的稠化时间会缩短,幅度可达-29%,同时延长升温时间会加快后期强度发展,14天平均强度增加可达17%。但当养护时间延长到21天时,不同转速和升温时间对强度发展的影响减小,抗压强度趋于相同。并且通过选取克深603井Φ77.8mm+182mm尾管固井现场配方及条件进行实验,充分验证了论文中水泥浆变化规律。为了进一步探究,选用纯阿克苏G级水泥为研究对象,选择50℃～70℃为实验温度;30～50min为升温时间;150～10rpm为实验转速,进行实验。结果表明,纯水泥浆性能变化趋势与现场水泥浆相同,但幅度更小。通过物相分析和微观形貌观察,低转速处理的水泥浆在水化的诱导阶段没有产生新的水化产物,但C-S-H和Ca(OH)2的量都更低,随着水化的进行,差值不断增大。通过扫描电镜观察,处于水化诱导期的水泥浆颗粒,在低转速条件更易相互连接堆叠,加厚水化产物外壳,增加了水化产物外壳膨胀破裂的阻力,使得诱导期延长,从而减慢水泥浆的水化进程。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE256.7
【图文】：

库车山前低返速下水泥浆性能研究

图１－２技术路线图逡逑

库车山前低返速下水泥浆性能研究

图２－１第一套井身结构示意图逡逑第二套井身结构主要用于复杂超深风险探井和评价开发井，是库车山前构造应用最逡逑为普遍的井深结构，具体结构如图２－２所示

【参考文献】