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《西南石油大学》 2016年
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可固化隔离液技术研究与应用

吴龙飞  
【摘要】:近年来,随着油田勘探开发步伐的加速,所钻井的数量及钻井深度逐渐增加,固井难度逐渐增大,特别是大斜度大位移井、中东部地区的调整井、高温深井的固井质量问题难以保证。根据大量的调研资料显示,钻井液水泥浆直接接触会导致流变性变差,即使室内设计具有理想流变性的水泥浆体系,在井下与钻井液接触也会导致流动度降低,稠化时间缩短,直接影响固井质量和固井施工安全。目前针对钻井液水泥浆接触污染的问题,已普遍采用前置液体系,前置液体系虽然解决了钻井液水泥浆接触污染,由于钻井所导致的井眼复杂,井径多变,大肚子糖葫芦井眼,势必会导致钻井液窝存井壁,大斜度井中套管串的偏心不居中,窄间隙处钻井液无法顺利顶替,严重影响固井质量。针对上述问题室内研究了一种可固化的隔离液体系,旨在解决钻井液水泥浆接触污染的问题,同时能够与环空残存的钻井液、水泥浆掺混实现固化,在顶替后的界面留下固化层,从而提高固井质量。为了使可固化隔离液具有良好的悬浮性能,室内考察了四种悬浮剂,最后根据流变性及稳定性选取了GYW301作为可固化隔离液的悬浮稳定剂,室内根据矿渣的优选原则,优选了川锋S95级矿渣作为固化剂,选取JQY、JTY、JSY作为激活剂,考察了单一激活剂对可固化隔离液浆体性能的影响,在此基础上进行激活剂的复配,确定了具有良好流变性及激活性能的激活剂配方。可固化隔离液与钻井液、水泥浆具有良好的相容性,通过合理控制密度调节剂的加量,可以配制密度范围在1.2-2.4g/cm3的可固化隔离液体系,可固化隔离液在50℃150℃温度范围内具有良好的悬浮稳定性,流变性可调,均能固化形成强度,7d抗压强度大于12MPa,稠化时间在60-465min内可调,可固化隔离液中钻井液加量在0~75%范围内均能实现固化强度,水泥浆与可固化隔离液可以任意比例固化,此外可固化隔离液还具有良好的冲洗效果。室内实验表明可固化隔离液具有较宽的工程适用性能,具有与钻井液、水泥浆良好的相容性,可固化隔离液与钻井液、水泥浆混合形成强度的性质,保证了钻井液、水泥浆在没有完全顶替的前提下也能实现固化。可固化隔离液体系在江苏油田Z35调整井区块首次成功运用,有效的解决了该地区多年来固井质量差,环空油气水窜的问题,极大的提高了油气井产量,获得的巨大的经济效益。
【关键词】:可固化隔离液 固井质量 顶替效率 现场应用
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE256
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 第1章 绪论7-14
  • 1.1 研究的必要性7-8
  • 1.1.1 提高顶替效率和界面胶结力7-8
  • 1.1.2 钻井液与水泥浆接触污染8
  • 1.2 国内外研究现状8-11
  • 1.2.1 国内研究现状8-10
  • 1.2.2 国外研究现状10-11
  • 1.3 研究内容与技术路线11-14
  • 1.3.1 研究内容11-13
  • 1.3.2 技术路线13-14
  • 第2章 可固化隔离液体系室内设计14-30
  • 2.1 实验仪器、方法及材料14-15
  • 2.1.1 实验仪器14
  • 2.1.2 实验方法14-15
  • 2.1.3 实验材料15
  • 2.2 悬浮剂优选15-18
  • 2.2.1 悬浮剂种类优选15-17
  • 2.2.2 悬浮剂加量优选17-18
  • 2.3 固化剂优选18-20
  • 2.4 激活剂优选20-29
  • 2.4.1 JQY对可固化隔离液性能的影响22-23
  • 2.4.2 JSY对可固化隔离液性能的影响23-24
  • 2.4.3 JTY对可固化隔离液性能的影响24-25
  • 2.4.4 复配激活剂对可固化隔离液固化性能的影响25-29
  • 2.5 本章小结29-30
  • 第3章 可固化隔离液可适应性研究30-51
  • 3.1 可固化隔离液相容性研究30-34
  • 3.1.1 可固化隔离液与钻井液的相容性研究32-33
  • 3.1.2 可固化隔离液与水泥浆的相容性研究33-34
  • 3.2 可固化隔离液密度适用范围研究34-36
  • 3.3 可固化隔离液温度适用范围研究36-42
  • 3.3.1 温度对固化性能的影响36-37
  • 3.3.2 温度对稠化时间的影响37-42
  • 3.4 可固化隔离液混合抗压强度评价42-45
  • 3.4.1 可固化隔离液与钻井液混合抗压强度42-43
  • 3.4.2 可固化隔离液与水泥浆混合抗压强度43-44
  • 3.4.3 可固化隔离液与钻井液、水泥浆三者混合抗压强度44-45
  • 3.5 可固化隔离液冲洗效果评价45-48
  • 3.5.1 隔离液冲刷滤饼不同时间冲洗效果评价46-48
  • 3.5.2 隔离液不同冲洗速度对于滤饼的冲洗效果评价48
  • 3.6 养护时间对可固化隔离液固化体强度的影响48-49
  • 3.7 本章小结49-51
  • 第4章 可固化隔离液现场应用51-64
  • 4.1 Z35区块现状51-52
  • 4.2 可固化隔离液现场配制工艺52-53
  • 4.3 可固化隔离液体系设计原则53-54
  • 4.4 施工井基本情况54-56
  • 4.5 Z35-28井施工前的大样实验56-59
  • 4.5.1 现场取样56-57
  • 4.5.2 可固化隔离液与钻井液、水泥浆两相相容性实验57-59
  • 4.6 现场施工59-61
  • 4.7 施工结果评价61-63
  • 4.8 本章小结63-64
  • 第5章 结论与建议64-66
  • 5.1 结论64-65
  • 5.2 建议65-66
  • 致谢66-67
  • 参考文献67-71
  • 攻读硕士学位期间的学术成果及科研情况71

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