CN101967964B - 预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法 - Google Patents

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本发明公开了一种预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法。该方法包括下列步骤：(1)、表层0～60m注入由G级水泥配制的水泥浆；(2)、表层60-136m注入由G级水泥、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆；(3)、油层0～390m、401m或420m注入由G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆；(4)、油层390、401或420～900、1020或1200注入由G级水泥、1.0％DSJ降失水剂、5.0％DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆。该方法获得良好的封堵效果，浅气区防气窜效果显著，固井质量明显提高。

Description

预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法
技术领域：
本发明涉及属钻井工程完井固井技术领域，尤其是一种预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法。
背景技术：
防气窜固井技术是20世纪80年代由国外逐渐发展起来，主要从固井水泥添加剂及机械封堵两方面入手，在国外主要用于高危气井、深层气井等固井，成本极高。在国内，主要解决深层气井固井所遇到的防气窜问题。
对于气井而言，固井施工中难点就是如何防止产层气体上窜，压稳是重点。环空气窜有三个途径：1)由于顶替效率不高而造成水泥浆窜槽。由于泥饼的存在和泥浆清除效果差、顶替效率不高造成水泥与套管、地层胶结不良所引起的。2)水泥石与套管及水泥石与地层之间存在微环隙。其形成原因是由于水泥凝固时化学收缩或由于水泥浆自由水析出以及由于温度压力变化形成的(室内实验表明水泥石的体积收缩率可达到6％)。3)水泥浆失重。在水泥浆进入环空后，当水泥浆的静胶凝强度大于240Pa，水泥浆已具有足够的强度阻止环空气窜的发生；而在水泥浆静胶凝强度为48～240Pa之间，水泥浆属于由液态向固态转化期，随着水泥水化的进一步进行，水泥浆进入初凝状态，并产生抵消自重的胶凝强度，水泥浆逐步失去了传递液柱压力的能力，降低了液柱对地层的静压。在水泥浆候凝期间，由于水泥浆中的孔隙水随着水化和滤失而不断减少，使水泥浆中的孔隙压力不断降低，进而导致气层气体侵入到水泥浆基体内产生环空气窜。
发明内容：
本发明的目的是提供一种预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法，该方法获得良好的封堵效果，浅气区防气窜效果显著，固井质量明显提高，为浅气区安全钻井及浅气区综合治理提供有力保证，取得良好的经济和社会效益。
本发明的采用的技术方案是：该预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法包括下列步骤：(1)、表层0～60m注入由G级水泥配制的水泥浆，水灰比0.44，用量为27～32m3；(2)、表层60-136m注入由G级水泥、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥和DSK锁水抗窜剂总质量的4.0％，水灰比0.44，用量为27～28m3；(3)、油层油层0至390～420m注入由G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，水灰比0.56～0.71，用量为17～19m3，其中玻璃微珠用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的10.0％，微硅用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的8.0％，DSJ降失水剂用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的1.2％，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的3.0％；(4)、油层390～420至900～1200注入由G级水泥、1.0％DSJ降失水剂、5.0％DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，水灰比0.4，用量为20～28m3，其中DSJ降失水剂用量占G级水泥、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的1.0％，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的5.0％。上述方案中配制泥浆所用的组分为钻井泥浆常用的组分。
本发明具有如下有益效果：本发明的预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法，即充分利用前导水泥浆较好的携岩能力，平稳地冲洗井壁，达到预洗井壁的效果，在不同的井段，采用不同体系、不同密度的水泥浆，以求不同的凝固时间，保持环空液柱压力。在上部地层井段使用普通低密度水泥浆体系，在主力气层井段使用速凝水泥浆+防气窜水泥浆体系，使主力气层井段环空中水泥浆在较短时间内可产生较高的强度，阻止气体外窜，在上部地层井段使用低密度缓凝水泥浆体系，推迟水泥浆失重时间，保持足够的液柱压力，有助于固井时压稳。同时由于使用低密度水泥浆也有利于防止压漏下部地层。优选使用低密度水泥浆体系，在高速顶替不允许的情况下，实现低速紊流顶替，提高顶替效率，又防止固井时井漏。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本发明所用水泥浆性能实验：
DSK油井水泥锁水抗窜剂剂检验结果        表1
Figure BSA00000257318200031
DSHJ油井水泥降失水剂检测结果           表2
Figure BSA00000257318200032
上述表格中油层水泥浆方案：
1号水泥浆方案：地面-390m，G级水泥+10％微珠+8％微硅+1.2％DSJ降失水剂+3％DSK+水；
2号水泥浆方案：390m-900m，G级水泥+1.0％DSJ降失水剂+5％DSK锁水抗窜剂+水。
实施例1、本方法应用于葡浅189-14井。
1)表层                                                        表3
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   2.0   2.0
  预洗水泥浆   1.80   5   6
  G级原浆(0～60m)   1.90   4.5   32
  G级+4.0％DSK(60-136m)   1.90   5.7   27
2)油层                                        表4
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   1.5   1.5
  DZG冲洗隔离液   1.50   3.0   3.0
  预洗水泥浆   1.80   5   6
  1号水泥浆(地面-390m)   1.63   16   17
  2号水泥浆(390m-900m)   1.92   15   20
实施例2、本方法应用于葡浅205-20
1)表层                                        表5
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   2.0   2.0
  预洗水泥浆   1.80   5   6
  G级原浆(0～60m)   1.90   4.5   27
  G级+4.0％DSK(60-136m)   1.90   5.7   27
2)油层                                                表6
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   1.5   1.5
  DZG冲洗隔离液   1.50   4.0   4.0
  预洗水泥浆   1.80   5   6
  1号水泥浆(地面-420m)   1.63   15.5   17
  2号水泥浆(420m-1200m)   1.92   24.5   23
实施例3、本方法应用于葡浅205-10
1)表层                                            表7
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   2.0   2.0
  预洗水泥浆   1.80   5   6
  G级原浆(0～60m)   1.90   4.5   28
  G级+4.0％DSK(60-136m)   1.90   5.7   28
2)油层                                                    表8
  名称   密度(g/cm3)   设计用量(m3)   实际用量(m3)
  隔离液(清水)   1.0   1.5   1.5
  DZG冲洗隔离液   1.50   5.0   5.0
  预洗水泥浆   1.80   6   7.5
  1号水泥浆(地面-420m)   1.63   17   18.5
  2号水泥浆(420m-1200m)   1.92   26   26.5
在葡浅189-14井、葡浅205-10及葡浅205-20井施工中，根据浅层气井特点，运用预洗多密度双凝长封防气窜固井的方法，在井口见到隔离液返出后见水泥时，顶替至碰压，这样，起预洗的前导浆全部返出地面，保证了水泥石的胶结强度。该3口井施工正常，固井时没发生漏失现象，固后声检显示表层、油层均为优质井，无气窜发生，效果非常明显。
葡南区块、敖南区块、杏1-3区块等区块上部地层浅气层极为发育，钻井安全施工难度大，在以往施工中多次发生浅气井喷及固后管外冒。这些区块试验了预洗多密度双凝长封防气窜固井技术30口，取得了显著的效果，井喷、固后管外冒发生率为0，固井优质率为100％，

Claims (1)

1.一种预洗双凝长封防气窜固井的方法，该方法包括下列步骤：(1)、表层0～60m注入由G级水泥配制的水泥浆，水灰比0.44，用量为27～32m3；(2)、表层60-136m注入由G级水泥、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥和DSK锁水抗窜剂总质量的4.0％，水灰比0.44，用量为27～28m3；(3)、油层0至390m注入由G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂、DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，水灰比0.56～0.71，用量为17～19m3，其中玻璃微珠用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的10.0％，微硅用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的8.0％，DSJ降失水剂用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的1.2％，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥、玻璃微珠、微硅、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的3.0％；(4)、油层390至1200m注入由G级水泥、1.0％DSJ降失水剂、5.0％DSK锁水抗窜剂及水配制的水泥浆，水灰比0.4，用量为20～28m3，其中DSJ降失水剂用量占G级水泥、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的1.0％，DSK锁水抗窜剂用量占G级水泥、DSJ降失水剂和DSK锁水抗窜剂总质量的5.0％。
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