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【摘要】为了满足镇泾油田长封段固井质量，防止洛河水对生产套管的侵蚀和水泥浆返高达到分公司的固井要求，通过现场应用人工漂珠、微硅低密度水泥浆分析对比，优选出能封固低压易漏，具有防腐蚀的低密度水泥浆体系配方，解决了镇泾油田低压易漏长封固段的固井质量难题。
【关键词】人工漂珠 水泥浆体系 现场应用
镇泾区块构造位置属鄂尔多斯盆地天环向斜南部。平均揭露地层2200m，主力油层顶界在2000.0m左右，储层总体显示低孔、低渗砂岩特征，水层分布跨度后且长，从延安组到延长组都有水层存在，段长从几米到几十多米不等。且洛河组存在腐蚀水层，顶界在1000.0m左右，直罗组存在高压水层（孔隙压力当量密度1.2g/cm3、破裂压力当量密度1.4g/cm3）顶界在1700.0m左右。油气水窜的活跃，承压能力低，这些井在下完套管循环时都不同程度出现泥浆出口返出量减少或无泥浆返出，给固井施工乃至全井段封固质量都增加了相当大的难度。而人工漂珠水泥浆具有密度低 、浆体稳定、流动性能良好特点，能够使水泥浆返到地面或表套脚，达到分公司的固井要求。并通过现场应用看，不仅可以提高洛河层段的固井质量，同时还为提高油层封固质量找到了新途径。
1 镇泾油田固井技术难点
（1）地层承压能力低，封固段长，一次上返长达2200米左右，存在很大的困难。
（2）地层结构比较复杂，尤其是洛河层段在600-1200米左右。洛河层是由大段沙岩组成，地层孔隙度大，渗透率高，含水量丰富，钻进及固井时都易发生漏失。
（3）洛河水层给固井质量及油层套管带来很大损害。在固井过程中，当水泥浆密度偏高时，就容易压漏地层，而密度偏低时，洛河层极易出水，对水泥环及套管有严重的侵蚀作用，同时也造成环境污染。
（4）根据甲方开发方案要求，对于漏失特别严重的井，水泥封固段超过2000米的井宜采用分级固井，但在实际过程中由于分级箍等附件成本高，且作业周期长，最终这一方案没有得到落实。
2 人工漂珠水泥浆特点
2.1 密度低，防油气水窜能力强
该减轻剂由多种硅铝超轻材料成份复配而成，其内部呈多孔组织结构，互不相通，而每一个孔隙都是由二氧化硅骨架的纤维组成。直径为60目和80目，颗粒密度0.50-0.60g/ cm3。由该减轻剂配制的固井超低密度水泥浆体具有良好的流动性、粘稠性，较低的失水量，并且对凝固后的水泥石抗压和抗折性能也有显著改善，同时提高了水泥石的热稳定性和耐久性；与水泥混合后可制成的水泥浆密度为1.30-1.45g/cm3。该体系稳定，水泥石致密渗透率低，有一定的防油气水窜能力。
2.2 低失水、堵漏效果好
人工漂珠水泥浆中的材料组成是根据物料间的物理化学性能来确定的。在体系中添加具有水化活性的物理材料，不仅能够发生自身的凝硬性反应，而且可与水泥中的碱性物质发生胶凝反应，减少水泥浆的游离液，失水量，并能减少水泥石收缩，缩短侯凝时间，提高水泥石抗压强度且减小温度和环境的影响。通过大量复核实验，优选了水泥浆配方，充分运用其各项优点，可有效提高水泥浆体系的综合性能，满足低压易漏区块的长封固段固井需要。该材料中含有的羧基、羟基水溶性聚合物可吸附于水泥顆粒表面，形成吸附水化层，产生水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多自由水，堵塞水泥颗粒间空隙，降低水泥滤饼的渗透性；同时本材料也使水泥浆体具有一定的粘稠性，浆体不宜脱水，进一步降低失水和在固井过程中封堵局部漏失层。2.3 稳定性
由于人工漂珠含有多种硅铝超轻材料成份，改善了水泥石的耐高温性，特别是应用于高温气井的封固，可有效防止由于高温而造成的水泥石强度的衰退，同时，该材料也可防止水泥石随时间延长引起的强度衰退，改善了水泥石的耐久性、抗渗性。人工漂珠粒径很小，具有较大比表面积，比传统粉煤灰空心漂珠具有更高的活性。在搅拌配浆的过程中，能均匀分布在水泥颗粒之间，和水泥颗粒均匀悬浮，直至完全固化。颗粒之间的粘结作用将水泥颗粒粘结在一起，并使它们在沉降过程中的相对位置保持不变，从而降低了游离水量。
2.4 优化颗粒级配，抗压强度发展快
由于人工漂珠颗粒细小使得它们能够充分有效地填充到水泥颗粒之间，相互之间填充密实，减少了水泥和人工漂珠颗粒之间的空隙，使水泥浆在凝结的过程中能够很好致密的胶结，孔隙度小，从而提高了水泥石的抗压强度和胶结强度（表1）。
3 现场应用
3.1 现场应用配方为
G级水泥75%+ PZ25%+MiS4%+GQD-1
1.2%；
水灰比=0.85；
设计水泥浆密度为：1.30 g/cm3；
5 0℃/ 2 0 M P a稠化时间为：1 9 0 -
230min；
该水泥浆体系浆体稳定，要求混配过程中力求均匀，现场浆体密度要严格控制防止鳖泵，以保证施工安全顺利进行。
3.2 漏失井先堵漏
对打钻过程及下套管漏失的井，要求井队必须先堵漏，井下一切正常后在固井。在条件许可的情况下，取全取准地层压力体系资料，为平衡固井提供依据。
3.3 人工漂珠低密度在镇泾油田的现场应用
2009年在镇泾油田用人工漂珠低密度水泥浆封固生产层以上的井共26口，固井质量合格率100%，优质率73%（表2）。
通过这些井的质量对比及声幅结果，进一步说明了人工漂珠低密度水泥浆的应用既保证了镇泾油田水泥上返高度达到设计要求，又确保了全井特别是油层段的封固质量，同时还满足了甲方的固井要求。
4 结论与认识
（1）人工漂珠低密度水泥浆体系由于其密度低、强度高，能够满足低压易漏层固井，达到防漏效果，实现长封固段固井。
（2）人工漂珠水泥浆具有良好的低密度特性，可以降低环空液柱压力，减小施工风险，提高顶替效率，有利于长封固段固井要求。
（3）合理有效的注水泥工艺技术，可以提高长裸眼井段封固质量。
（4）通过现场应用，进一步证明人工漂珠低密度水泥对漏失井具有广泛的应用前景。
【关键词】人工漂珠 水泥浆体系 现场应用
镇泾区块构造位置属鄂尔多斯盆地天环向斜南部。平均揭露地层2200m，主力油层顶界在2000.0m左右，储层总体显示低孔、低渗砂岩特征，水层分布跨度后且长，从延安组到延长组都有水层存在，段长从几米到几十多米不等。且洛河组存在腐蚀水层，顶界在1000.0m左右，直罗组存在高压水层（孔隙压力当量密度1.2g/cm3、破裂压力当量密度1.4g/cm3）顶界在1700.0m左右。油气水窜的活跃，承压能力低，这些井在下完套管循环时都不同程度出现泥浆出口返出量减少或无泥浆返出，给固井施工乃至全井段封固质量都增加了相当大的难度。而人工漂珠水泥浆具有密度低 、浆体稳定、流动性能良好特点，能够使水泥浆返到地面或表套脚，达到分公司的固井要求。并通过现场应用看，不仅可以提高洛河层段的固井质量，同时还为提高油层封固质量找到了新途径。
1 镇泾油田固井技术难点
（1）地层承压能力低，封固段长，一次上返长达2200米左右，存在很大的困难。
（2）地层结构比较复杂，尤其是洛河层段在600-1200米左右。洛河层是由大段沙岩组成，地层孔隙度大，渗透率高，含水量丰富，钻进及固井时都易发生漏失。
（3）洛河水层给固井质量及油层套管带来很大损害。在固井过程中，当水泥浆密度偏高时，就容易压漏地层，而密度偏低时，洛河层极易出水，对水泥环及套管有严重的侵蚀作用，同时也造成环境污染。
（4）根据甲方开发方案要求，对于漏失特别严重的井，水泥封固段超过2000米的井宜采用分级固井，但在实际过程中由于分级箍等附件成本高，且作业周期长，最终这一方案没有得到落实。
2 人工漂珠水泥浆特点
2.1 密度低，防油气水窜能力强
该减轻剂由多种硅铝超轻材料成份复配而成，其内部呈多孔组织结构，互不相通，而每一个孔隙都是由二氧化硅骨架的纤维组成。直径为60目和80目，颗粒密度0.50-0.60g/ cm3。由该减轻剂配制的固井超低密度水泥浆体具有良好的流动性、粘稠性，较低的失水量，并且对凝固后的水泥石抗压和抗折性能也有显著改善，同时提高了水泥石的热稳定性和耐久性；与水泥混合后可制成的水泥浆密度为1.30-1.45g/cm3。该体系稳定，水泥石致密渗透率低，有一定的防油气水窜能力。
2.2 低失水、堵漏效果好
人工漂珠水泥浆中的材料组成是根据物料间的物理化学性能来确定的。在体系中添加具有水化活性的物理材料，不仅能够发生自身的凝硬性反应，而且可与水泥中的碱性物质发生胶凝反应，减少水泥浆的游离液，失水量，并能减少水泥石收缩，缩短侯凝时间，提高水泥石抗压强度且减小温度和环境的影响。通过大量复核实验，优选了水泥浆配方，充分运用其各项优点，可有效提高水泥浆体系的综合性能，满足低压易漏区块的长封固段固井需要。该材料中含有的羧基、羟基水溶性聚合物可吸附于水泥顆粒表面，形成吸附水化层，产生水泥颗粒桥接进而生成网状结构，束缚更多自由水，堵塞水泥颗粒间空隙，降低水泥滤饼的渗透性；同时本材料也使水泥浆体具有一定的粘稠性，浆体不宜脱水，进一步降低失水和在固井过程中封堵局部漏失层。2.3 稳定性
由于人工漂珠含有多种硅铝超轻材料成份，改善了水泥石的耐高温性，特别是应用于高温气井的封固，可有效防止由于高温而造成的水泥石强度的衰退，同时，该材料也可防止水泥石随时间延长引起的强度衰退，改善了水泥石的耐久性、抗渗性。人工漂珠粒径很小，具有较大比表面积，比传统粉煤灰空心漂珠具有更高的活性。在搅拌配浆的过程中，能均匀分布在水泥颗粒之间，和水泥颗粒均匀悬浮，直至完全固化。颗粒之间的粘结作用将水泥颗粒粘结在一起，并使它们在沉降过程中的相对位置保持不变，从而降低了游离水量。
2.4 优化颗粒级配，抗压强度发展快
由于人工漂珠颗粒细小使得它们能够充分有效地填充到水泥颗粒之间，相互之间填充密实，减少了水泥和人工漂珠颗粒之间的空隙，使水泥浆在凝结的过程中能够很好致密的胶结，孔隙度小，从而提高了水泥石的抗压强度和胶结强度（表1）。
3 现场应用
3.1 现场应用配方为
G级水泥75%+ PZ25%+MiS4%+GQD-1
1.2%；
水灰比=0.85；
设计水泥浆密度为：1.30 g/cm3；
5 0℃/ 2 0 M P a稠化时间为：1 9 0 -
230min；
该水泥浆体系浆体稳定，要求混配过程中力求均匀，现场浆体密度要严格控制防止鳖泵，以保证施工安全顺利进行。
3.2 漏失井先堵漏
对打钻过程及下套管漏失的井，要求井队必须先堵漏，井下一切正常后在固井。在条件许可的情况下，取全取准地层压力体系资料，为平衡固井提供依据。
3.3 人工漂珠低密度在镇泾油田的现场应用
2009年在镇泾油田用人工漂珠低密度水泥浆封固生产层以上的井共26口，固井质量合格率100%，优质率73%（表2）。
通过这些井的质量对比及声幅结果，进一步说明了人工漂珠低密度水泥浆的应用既保证了镇泾油田水泥上返高度达到设计要求，又确保了全井特别是油层段的封固质量，同时还满足了甲方的固井要求。
4 结论与认识
（1）人工漂珠低密度水泥浆体系由于其密度低、强度高，能够满足低压易漏层固井，达到防漏效果，实现长封固段固井。
（2）人工漂珠水泥浆具有良好的低密度特性，可以降低环空液柱压力，减小施工风险，提高顶替效率，有利于长封固段固井要求。
（3）合理有效的注水泥工艺技术，可以提高长裸眼井段封固质量。
（4）通过现场应用，进一步证明人工漂珠低密度水泥对漏失井具有广泛的应用前景。