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1、中国石化股份公司勘探开发研究院,德州钻井研究所固井研究室,固井科研与水泥浆体系,汇报内容,固井研究室简介仪器设备特色固井技术高性能水泥体系,固井室研究简介,中国石化勘探开发研究院石油钻井研究所固井研究室具有35年历史,现拥有教授级高级工程师1名,高级工程师4名,工程师及助工9名。先后承担国家、部、局及科研项目35项，研究成果获部级科技进步二等奖2项，三等奖8项。,人力资源,固井室研究简介,主 要 工 作 内 容,固井科研攻关,固井材料质检与配方试验服务,固井技术服务,油井水泥外加剂研制与销售,主要承担中国石化集团和股份公司勘探开发重点区域固井科研项目，以及油田横向科研项目。目前正承担集团公司科
2、研项目“深井固井特殊工艺技术研究”、“南方海相高压气井防气窜固井技术研究”和“钻井固井一体化工作液技术研究”,按API标准和行业标准进行油井水泥和外加剂质量检测。根据要求进行水泥浆配方综合性能实验,能够承担复杂井的固井设计、水泥浆配方设计与现场技术服务，可以开展低密度水泥浆、MTC、盐层固井等技术服务。在新疆、松南、大港、东海、鄂尔多斯均有成功的技术服务案例,研制和生产系列配套油井水泥外加剂，销售到国内如新疆、江苏、胜利、鄂尔多斯和大港等10多个油田,实验室配备了具有国际先进水平的水泥浆分析测试仪器和设备，实验室规模居国内前列,先进的固井实验室,为西北分公司提供第三方质检服务和科研项目研究,为
3、西部新区指挥部提供第三方质检服务和科研项目研究,德州本部实验室,特色固井技术,优质高强低密度固井技术,MTC固井技术,脉冲振动固井技术,优质高强低密度固井技术,技术概述,对水泥和低密度材料（漂珠、微硅）进行粒度分级筛选，优化混合物的粒度分布，使之达到紧密堆积，降低孔隙度，大幅度提高低密度水泥体系的综合性能和水泥石强度。结合专门研制的降失水剂、增强剂等外加剂，强度已达到常规密度水泥体系的标准；综合指标远远超过普通低密度水泥体系,优质高强低密度固井技术,技术指标,密度范围：1.241.45g/cm3强度高：密度1.24 g/cm3时5024小时强度达到14Mpa，75强度超过16Mpa；密度1.2
4、9 g/cm3时5024小时强度达到14Mpa，75强度超过17MpaAPI失水小，稳定性好，良好的流变性，较短的稠化过渡时间。静胶凝强度发展形态较好，从48Pa到240Pa的过渡时间均小于20min，具有较好的防窜能力；经文献对比，综合性能与SCHLUMBEGER公司的LitrCrete低密度水泥体系相当,60 24小时强度：3717PSI 72小时强度：3751PSI,优质高强低密度固井技术,应用范围,低压易漏地层注水泥，防止漏失长裸眼段固井，解决低返问题物性好的油气层固井，减少对油气层损害,优质高强低密度固井技术,应用情况,在松南地区应用于浅层低压天然气井固井，有效防止了浅层气窜，推广应
5、用数十口井在鄂尔多斯大牛第气田低压低渗气井固井，有效防止漏失和气窜，固井质量优，推广应用近100口井在新疆塔河油田应用于4000多m的长裸眼段固井，有效解决低返问题。推广应用40多口井，固井质量优良。在南方海相、胜利渤海和江苏等地均有成功应用,MTC固井技术,技术简介,利用水淬高炉矿渣将钻井液转换成固井液，它有别于传统的油井水泥固井的一项新技术。与水泥固井相比更有利于提高第二界面胶结质量。德州钻井研究所于1996年在临盘油田X70-斜02井进行了国内首次MTC固井技术现场试验，取得成功。目前已推广应用数百口井。,MTC固井技术,浅层MTC固井技术,中深井MTC固井技术,深井MTC固井技术,矿渣
6、激活机理的研究MTC外加剂的研究MTC固井设计及工艺技术,温度对MTC体系的影响MTC水泥石的力学性能的研究MTC外加剂的研究,抗高温MTC外加剂的研究MTC水泥石在高温下的特性研究,MTC固井技术,技术指标,通过矿渣加量调节固井液密度，使用密度1.50-1.85g/ml，加减轻材料密度可以更低强度能达到14MPa，加弹性材料可以有效提高固化体的韧性，满足射孔压求。施工工艺与常规注水泥基本相同，不额外增加施工设备和工艺,MTC固井技术,技术特点,流动性好、紊流临界排量低，与泥浆完全相容，有利于提高顶替效率。静胶凝强度过渡时间短，能有效地防止固井后发生油气水窜槽。能有效固化井壁的泥饼，有利于提高
7、层间封隔，提高第一、二界面胶结质量。有利于保护油气层，减少对油气层的二次伤害。减少废泥浆排放，有利于环保。,在临盘油田推广应用数百口井在大港油田应用50多口井，成功解决复杂压力井的油气水窜问题，固井质量优在四川高压气井中应用，并经受压裂考验在新疆塔河油田深井中应用，沙93井是目前国内矿渣MTC固井最深的一口井，井深为5663m，声幅测井表明，固井质量优于常规油井水泥固井。TK634井是目前国内矿渣MTC固井封固段最长的一口井，封固段长3825m 苏金205B井套管开窗段固井，是国内矿渣MTC封固的环空间隙（理论间隙8mm）最小的一口井，声幅测井和变密度测井结果均达到了优质标准。,MTC固井技术
8、,应用情况,振动方式1、机械式利用机械外力使套管振动或在环空中加入机械振动源的方式 2、液压脉冲振动（1）井下脉冲振动（井下脉冲振动发生器）-改善水泥浆、钻井液流变性能，提高顶替效率（2）井口脉冲振动（井口脉冲振动发生器）-改善水泥浆密实性能、防止水泥浆失重，提高胶结质量。,脉冲振动固井技术,（一）机械式振动,脉冲振动固井技术,振动频率：025HZ（改变电机转速实现）振 幅：04.2mm（改变偏心锤的重量实现）实验温度：常温95,（一）机械式振动,脉冲振动固井技术,原浆在振动条件下的性能对比实验,（1）胶结强度提高29.0%（2）初终凝过渡时间缩短了31.3%（3）抗压强度提高了22.8%,脉
9、冲振动固井技术,机械式振动,原理图,设计参数振动频率：025Hz；振 幅：00.4MPa；初始压力：03MPa；实验温度：常温95。,（二）液压式脉冲振动,脉冲振动固井技术,外观图,脉冲振动固井技术,（二）液压式脉冲振动,实验分析以各振动频率所得到性能参数值的平均值与不振动条件下的性能参数作对比，其变化情况为（1）胶结强度提高了21.9%；（2）初终凝过渡时间缩短了16.7%；（3）抗压强度提高了14.3%；（4）析水基本没有变化。,（二）液压式脉冲振动,脉冲振动固井技术,常规环境含有很多气孔,振动环境均匀致密,水泥石断面对比,脉冲振动固井技术,（二）液压式脉冲振动,井口脉冲振动发生器,脉冲振
10、动固井技术,仪器工作参数 空气压缩机：在压力0.99MPa时，其空气输出量为10M3/min；振动频率：05HZ；余压调整范围：00.9MPa；振动振幅：00.9MPa；,脉冲振动固井技术,井口脉冲振动发生器,脉冲振动固井技术,具体施工过程,与脉冲入口连接处,脉冲振动固井技术,SN360井9 5/8技术套管井口脉冲振动固井试验 德州所自行研制的井口脉冲振动发生器，经地面测试，所有部件的工作正常，达到设计要求。并于今年7月底在东北石油局的SN360井开展了国内首次现场试验。SN360井是中石化东北分公司部署在登娄库构造上的一口探井，该井二开12 1/4设计井深1030m，9 5/8技术套管下深为
11、1029m，固井水泥设计返高到地面，全井气层较多，最浅部气层层位：679684m。,井口脉冲振动固井,脉冲振动固井技术,固井质量固井声幅曲线,井口脉冲振动固井,脉冲振动固井技术,油井水泥配方体系,固井研究室已研制生产了八大类十多个品种油井水泥外加剂，可以向用户提供完整综合水泥体系的系列化解决方案。解决了众多地区的复杂井固井难题，如高温防气窜水泥体系解决了东海春晓气田气窜难题、抗盐水泥体系解决了塔河油田盐层固井问题。,针对浅井气、水窜固井难题(低密度/常规密度)主要外加剂：FSAM防窜降失水剂、DZA早强速凝剂、DZP-1低温膨胀剂早期强度发展快，6小时抗压强度超过8MPa，8小时抗压强度可达到
12、12MPa静胶凝强度增长迅速，100lb/ft2到500lb/ft2的过渡时间均小于20min,低温防窜水泥体系,针对中、深井气、水窜固井难题 主要外加剂：DZJ-1防窜降失水剂、DZP-2高温膨胀剂、DZS分散剂和DZH-1缓凝剂适应温度：80-140API失水小于50ml静胶凝强度增长迅速，100lb/ft2到500lb/ft2的过渡时间均小于20min,中高温防窜水泥体系,针对深井盐层固井，提高水泥环强度，低于盐层蠕动 主要外加剂：DZJ-Y三元共聚物抗盐降失水剂、DZP-2高温膨胀剂、和DZH-2缓凝剂API失水小于50ml具有微膨胀效果，早期强度高,深井抗盐水泥体系,针对分支井和侧钻井水泥环薄、经受冲击大导致的易碎问题 主要外加剂：DZJ-1防窜降失水剂、DZP-2高温膨胀剂、DZS分散剂和TS油井水泥增塑剂API失水小于50ml水泥石抗折强度明显优于纯水泥,分支井侧钻井水泥体系,提高注水泥顶替效率，提高固井质量 主要外加剂：MS前置液主剂主剂加水作为冲洗液，主剂与加重材料配置隔离液具有化学、物理双重冲洗隔离效果隔离液加重后，具有良好的高温稳定性,高效前置液体系,谢谢！欢迎领导专家莅临德州访问指导！,
