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1、优选水泥浆配方，提高易漏失井固井成功率,固井工程技术公司QC活动小组,QC成果报告,一、小组概况,二、选题理由,三、现状调查,柴达木盆地部分区块处于开发中后期，由于地层的不均质和部分区块注采失衡，导致层间矛盾增大；裂缝发育和连通性较好的高渗透地层，承压能力差，在钻井过程中，很容易发生漏失，严重漏失段甚至不能建立循环，部分易漏失井段虽然经过多次堵漏，井身质量仍然难以满足固井需要，固井时常会再次发生井漏，导致固井水泥返高达不到设计要求，环空窜流严重，固井质量不合格，并且可能在漏失后造成溢流，引起安全隐患。影响建设方的整体增产方案的实施，给公司带来一定的经济损失和不良的影响。,四、目标确定,我QC小
2、组本次活动的目标：通过开展QC活动，将优选水泥浆配方，提高易漏失井固井成功率，形成青海油田易漏失井系统的不同压力水泥浆体系和施工方案，形成适应青海油田易漏失井的固井施工工艺，提高固井工程技术公司复杂井固井的能力，并为钻井过程中水泥浆堵漏提供了强有力的技术保障。,目标,优选水泥浆配方，提高易漏失井固井成功率,五、原因分析,我QC小组针对易漏失井固井过程中发生漏失进行原因分析如下：,因果分析图,六、制定对策,通过对影响固井过程发生漏失的主要原因，经对策优化后，并制定对策。,要因分析及对策表,1、调整井固井防漏配方的研究 针对尕斯深层的地层特点，水泥浆配方体系应该具有良好的流变性、低失水、合适的稠化
3、时间和可控性、适宜的温度和压力敏感性、具备较强的封堵效果、早期强度高、防窜效果好、与钻井液的配伍性好等特性，进行了对比分析，总结和优选配方。其水泥浆体系如下：配方A：1.2%HS-2A+0.6%SXY+0.6%TW-NP+1%M-53S+1%F-27A配方B：1.2%HS-2A+0.6%SXY+0.5%KQ-B+1%M-53S+1%F-27A配方C：1.2%HS-2A+0.6%SXY+0.5%KQ-B配方D：1.8%M-83S+0.6%SXY+1.8%F-17A+2.5%F-27A配方A是氮气膨胀防窜防漏早强水泥浆体系，具有良好防窜、防漏性能，配方B是常规防漏早强水泥浆体系，配方C为以前应用的
4、常规高温、高压水泥浆配方体系，配方D为增韧水膨胀防漏水泥浆体系，也可用在高温高压的范围内。,七、对策实施,对策实施,针对水泥浆体系的堵漏作用源于F27A油井水泥防漏剂中不同尺寸、不同种类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；当其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。室温条件下对水泥净浆、漂珠低密度水泥浆体系、低滤失水泥浆体系和掺有F27A防漏增韧水泥浆体系的防漏堵漏性能进行了评价。,对策实施,防漏水泥浆体系堵塞模拟裂缝试验结果（52）,掺有增韧材料防漏剂的配方C
5、和E与配方A、B、D相比，防漏堵漏效果优异，其10min承压能力达到7MPa；而常规水泥浆体系和漂珠低密度水泥浆体系在80s内全部漏失，根本不具备防漏堵漏作用。,对策实施,防漏水泥浆体系堵塞模拟渗漏试验结果(52),如右图所示，防窜、防漏、早强水泥浆体系的水泥浆稠化时间30BC到100BC的过渡时间仅为17分钟，具有理想的稠化过渡时间，良好的防窜、防漏性能。,对策实施,2、地层压力系数较低的井配方 通过室内研究的不断的深入和现场对比、分析，对水泥浆性能和发气剂的配比关系进行了多次调整，形成了针对青海油田不同区块、不同井身结构、不同井深的多种配比关系，并形成了FC系列和TW系列两套配方体系，该体
6、系通过气体降低水泥浆密度，能够将水泥浆密度降低至1.0左右，在固井动态过程和静态候凝过程中都具有良好的防漏失效果，水泥浆密度降低幅度大、具有膨胀效果。部分化验数据如下：,对策实施,对策实施,对策实施,3、地层压力系数中等的井配方 利用紧密堆积理论对低密度固井水泥浆进行了优化设计，选用微硅与PZ粒子双向配接为主体的低密度水泥浆体系。通过正确选择干混物料的组分，使之具有优化的颗粒级配，胶凝材料中大小颗粒互相填充，采用了微硅极细胶凝材料颗粒与水泥、PZ粒子相互配接填充，既增加颗粒斥力又产生滚珠效应，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。,对策实施,对策实
7、施,由右表可以看出，掺入微硅增强材料配制的水泥浆在不加早强剂情况下其抗压强度明显高于其它体系的低密度水泥浆(由于该水泥浆体系可根据现场实际需要比重任意可调，故实验时选用20%微硅+10%PZ粒子进行强度对比)，其强度性能满足目的层封固射孔要求（一般大于14MPa），而其它水泥浆体系均达不到这一要求。,对策实施,八、效果检查,以TW-NP油井水泥氮气膨胀剂、F27A油井水泥防漏增韧剂和M-53S油井水泥早强剂为主的氮气膨胀防漏早强水泥浆体系：具有流变性能好、膨胀抗窜、防漏堵漏效果优异和水泥石早期强度明显提高等特点。通过室内实验检测和尕斯库勒E31区块的现场应用并结合综合防漏措施的运用，能够满足青
8、海油田尕斯库勒E31油藏高温高压深调整井易漏地层的固井施工的技术要求。2008年，使用该类水泥浆体系共固井30口，发生固井施工过程中漏失 1 口，漏失率大幅降低。,效果检查,在油砂山浅层、狮子沟油田、花土沟油田底层压力系数较低的固井固井施工中，泡沫水泥浆体系结合综合防漏措施的运用，2007年共进行 41口，其中漏失6口。2008年共固4口如表,效果检查,泡沫水泥的应用，较好的解决了青海油田浅、中层低压漏失井的固井问题，比原有其它低密度水泥及常规固井措施有明显的防漏失优势，固井质量也达到原先的预想，避免了固井补救措施造成的费用，并在青海油田首先使用泡沫水泥浆全井封固，在油层也收到较好的应用效果。
9、柴东气田水泥浆在固井施工期间发生漏失井占39%，并且为保证水泥浆胶结质量，在施工水泥浆体系中采用的1.89g/cm3水泥浆常规密度，加大了地层漏失的可能性的情况下,比往年的固井施工期间发生井漏占56%以上有所降低。水泥浆返至上层套管内达89%。2008年目前东部气田共固井60口，其中发生漏失造成返高不够的共5口井,比往年大幅度降低。,效果检查,效果检查,九、巩固措施,1.氮气膨胀防漏早强水泥浆体系基本解决了青海油田尕斯库勒E31油藏深调整井的固井漏失问题。2.泡沫水泥浆是一种可膨胀、可压缩的弹性水泥浆，水泥界面胶结强度高，有利于防止地层流体窜槽的发生；泡沫水泥以N2作为减轻剂，使水泥浆密度降至
10、1.0g/cm3以下，比其它类型低密度水泥浆体系有明显的防漏失优势，有利于解决青海油田中、浅层低压易漏失井的固井难题。3.对于易漏失井的固井，国内外大量做法是以提前预防堵漏为主，为进一步提高该类井的固井成功率，应该加强对预防堵漏的研究。4.在钻井过程中，加强对地层的了解和资料收集，及时对地层压力系数进行更新，建设方应与施工各单位加强交流与合作，资料共享，针对生产中的技术难题共同开展研究，即能满足建设方开发的需要，又减少施工方重复施工、补救所造成的不必要的损失.,十、活动体会及下一步打算,(一)体会,1、通过本次活动，小组成员分工协作，各展所长，充分发挥了各自的主观能动性，提高了团队成员协同作战的能力。2、本次活动解决了生产过程中急需解决的问题，带来了一定的经济效益。3、本次活动增强了小组成员的质量意识，提高了大家解决实际问题的信心。4、通过本次活动我们学到了解决实际问题的方法。,(二)下一步打算,本次活动提高了易漏失井固井成功率，取得了一定的成绩，但我们仍不满足于现状，小组打算将提高固井质量为目标继续开展QC活动，为打造“青海固井”品牌而努力奋斗。,感谢各位领导、各位专家的批评和指导,谢谢！,
