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1、复杂条件下深井超深井固井水泥浆技术简述,油气藏地质与开发工程国家重点实验室固井研究室2009.5,主要内容,引言 高强低密度水泥浆技术 高密度固井水泥浆技术 防漏堵漏的纤维水泥浆技术 长封固段、大温差固井水泥浆技术 水平井、小间隙井固井水泥浆技术 几点感想,众所周知，随着科学技术日新月异的迅猛发展，当今固井工程已成为集石油工程、物理化学工程、硅酸盐科学、高分子科学、流变学、材料学、机械工程学等多学科互相渗透于一体的综合学科。同样固井水泥浆及其外加剂亦面临着严峻挑战。,引言,目前在固井现场主要存在的三大问题：,高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水
2、泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想,理论基础颗粒级配,颗粒级配原理:即紧密堆积原理，最早应用于建筑行业高强混凝土的开发，在固井应用中相对较晚。其主要思路在于正确选择用于干混合的组分，具有优化的颗粒级配和重量配比，水泥中大小颗粒互相填充，在保证水泥浆流变性的情况下，增加单位体积水泥浆中的固相量，使体系达到紧密堆积的效果。,粉煤灰高强度低密度水泥浆体系,针对川渝地区低压易漏、长封固段、高含硫化氢类酸性气井固井用低密度水泥浆特点，以粉煤灰为主要减轻剂，采用颗粒级配原理及混凝土设计技术，室内研究开发了一套防窜抗腐粉煤灰低密度水泥浆体系。该体系材料成本低，密度突破了目前常规粉煤灰水泥浆最低使
3、用密度，且高压下浆体密度恒定不变，体系有较强的防气窜抗腐蚀能力，是一种理想的能满足复杂井固井要求的新型低密度水泥浆体系，具有较强的现场应用价值。这种水泥浆体系已经成功进行室内研究，有待现场应用检验。,高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想,加重材料的选择,固体加重：目前现场主要使用 的有赤铁矿、重晶石、钛铁矿、锰矿等加重剂，其主要缺点是加重水泥浆密度有限，水泥浆性能难以保证。,液体加重：移植液体加重钻井泥浆的思路，采用无机盐加重配制水泥浆的基液，目前室内试验已经取得成功，有待在现场应用检验。,配制浆体
4、容易，与常规施工工艺相同浆体稳定性，特别是高温稳定性好液固比小、水泥浆密实度高、渗透率低、工程力学性能好、防窜能力强 失水低、安全性高,高密度水泥浆技术应具有的特性,高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想,井漏是钻井中最普遍、最常见而损失常常较大的复杂情况，任何钻井地层、任何深度、任何种类、任何地质年代的岩石都有可能发生井漏。井漏不仅损失大量的钻井液，消耗钻井时间，延长建井周期，而且有可能引起井喷、井塌、卡钻等一系列其他井下复杂情况及事故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。,纤维水泥浆堵漏机理不同尺
5、寸的纤维自身所具有的搭桥成网和不同级配固相颗粒的填充特性。当堵漏纤维与水泥浆体作用进入漏层时可形成“滤网结构”，增加水泥浆体的流动阻力，借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用，达到堵漏和提高地层承压能力的目的。其封堵漏失通道主要包括以下几个过程：“架桥”作用充填和嵌入作用渗滤与拉筋作用,堵漏纤维对水泥石强度的影响保证水泥石的均质性减少水泥石的收缩裂缝，提高水泥石的抗渗性与耐久性降低水泥石的脆性有效提高水泥石的抗裂能力大大提高水泥石的抗渗透、防窜性能增强抗冲击能力,水泥石抗冲击韧性对比,冲击73次后,冲击87次后,高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封
6、固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想,大温差问题,大温差问题是目前固井现场遇到的一个堪称世界级难度的问题，其实质主要就是顶部超缓凝问题，资料调研结果表明，国内外对于长封固段固井水泥浆体系有所研究，但大都不成体系，目前尚无满足需求的成熟的技术在现场运用。,大温差体系核心技术与难点：,大温差,一系列的工程问题,水泥浆基本性能难以满足要求高温下水泥石强度衰退问题外加剂选择难度大,顶部超缓凝影响下一步钻进，喇叭口窜气、井口带压等现象浆柱失重造成油气窜槽,长封固段、大温差固井水泥浆技术几点认识最核心的技术难点就是解决顶部低温超缓凝问题良好流变性降低摩阻，低粘切力领浆防止漏失和
7、提供压稳压力。高温深井、长封固段固井是一个复杂的技术难题，仅依靠大温差高强度水泥浆体系还是不够的，应该从多角度、多方面考虑问题，结合固井工程、水泥浆材料和固井工具的技术特点,高强低密度水泥浆技术高密度固井水泥浆技术防漏堵漏的纤维水泥浆技术长封固段、大温差固井水泥浆技术水平井、小间隙井固井水泥浆技术几点感想,水平井固井技术 深井、超深井中水平井固井区别于浅中深水平井固井的突出难点是：井下条件更苛刻，施工工艺受限制 井眼清洁难，顶替效率难保证，压稳更困难 水泥浆在高温下稀释，难以实现零析水 同时，深井、超深井水平井往往与小间隙，无法加放扶正器等技术难点同时存在。,小间隙固井技术 小间隙固井有其特殊
8、的难度与要求，主要体现在：偏心环空顶替效率提高和薄弱水泥环长久封固。小间隙固井往往还伴随高密度与低密度固井，技术难度远大于其他固井。因为高温下高密度、低密度水泥浆流变性能更难控制、少量失水滤饼厚，易产生桥堵，施工风险加大。,目前固井过程中尚存的问题与改进方向1、长封固段，温差过大（超过40），有的达60以上，超过120高温水泥浆在顶部6070温度段超缓凝尚无成熟的技术，这也是目前固井行业里一个世界性的大难题。2、钻井液对水泥浆污染还没有能有效阻止的添加剂与方法。隔离液、水泥浆、钻井液之间因条件限制，密度相差很小，甚至相同，这容易造成三者相混。3、水泥、水质等材料质量变化大，对固井水泥浆不良影响
9、还无有效方法控制消除，水泥性能与水质，减轻剂、加重剂对水泥浆性能有着极大的影响。有时可通过添加剂调试出高温下性能相近的配方，但在顶部却出现较大差异。4、国内新技术发展与国外先进技术还有差距，如：井口顶段水泥环耐高压试压（5080MPa）对井口的保护技术，水泥石抗腐蚀、水泥石防窜等方面国内研究运用深度不够，还未形成能规模推广运用的成熟技术。,几点感想：,在我们读研的过程中，老师只是个引路人而已，路要自己走，大量的阅读文献才是正途。在解决一个个技术难题的过程中，我们会遇到很多意想不到的挫折和困难，也正是在不断分析问题解决问题的过程中，让我们学到很多书本上学不到的东西，充实的度过三年研究生生活。不管做什么事，我们心里都应该有数。选择了搞科研，那就要对自己有一个合理的定位，知道自己想要什么，现在在干什么（这个很重要）。做科研就是要不断的置身其中，又不断的置身其外！只有具备了良好的心态，思路才会明晰，只有思路明晰才能使科研工作不断进步，只有不断进步才可能有良性循环的、可持续发展的科研成果！,关于心态浮躁的心态会任由时间溜走 突破点也许就在你忽略的某些细节中想要什么都拿下，就要多合作科研不是全部也不是任务看点哲学的东西没有坏处,谢谢！,敬请批评指正！,
