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渤钻固井一公司水泥浆产品在委获赞
　　中国石油网消息 (通讯员姚贺鹏 刘振通)“截至目前，在不影响自身固井工作量的基础上，我们已经向PDVSA公司提供销售各种类型固井水泥浆产品30余次，而且销售量还在持续增长。仅销售这一项产品，就已创收数百万元。”7月5日，笔者对渤海钻探第一固井公司海外项目部采访时，负责人这样介绍道。
　　面对今年异常严峻的生产经营形势，固井一公司集中优势力量，研制出一套适用于委内瑞拉东部ANACO油气田固井的新型水泥浆产品。经过长时间、多井次的现场应用，该水泥浆体系性能稳定、固井质量良好，能够有效解决当地区块普遍存在的含气量丰富、地层破碎、承压能力差、施工易发生漏失等影响固井质量的问题。在多次实践应用中，该体系水泥浆产品取得了委内瑞拉PDVSA石油公司的信赖，获得广泛好评，指定该产品为固井公司专供产品。
　　通过水泥浆体系产品研发与推荐，这个公司开拓了水泥浆销售的新模式。同时，与委内瑞拉PDVSA石油公司建立了双赢合作关系，有力增强了渤钻固井品牌的海外影响力，为公司海外市场的进一步拓展奠定了坚实基础。
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河50区块固井水泥浆体系技术1
摘要：针对河50区块地区大住移，小半径绕障定向井的地质结构特点，开发优化了低密度膨胀水泥浆体系，并结合其他固井工艺技术解决了现场固井技术难题。并且取得了良好的现场应用效果。 关键词：河50断块；固井工程；地质结构：低密度水泥 河50区块是胜利油田产能建设的
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　　　　摘要：针对河50区块地区大住移，小半径绕障定向井的地质结构特点，开发优化了低密度膨胀水泥浆体系，并结合其他固井工艺技术解决了现场固井技术难题。并且取得了良好的现场应用效果。 　　关键词：河50断块；固井工程；地质结构：低密度水泥 　　 　　河50区块是胜利油田产能建设的重点开发项目。固井设计要求固井水泥浆体系技术必须满足：水泥浆稳定性好，低失水，零自由水，早期强度发展快：水泥石抗压强度高。韧性好。满足该地区特殊的地层结构特点。 　　 　　1　层简况 　　 　　河50断块区位于东营凹陷中央隆起带西段，是现河采油厂的重要产油区块。含油面积2.6km2，地质储最875万吨，纵向含油层系多。主力油层分布于沙一、沙二、沙二稳、沙三段。上部地层压力系数较低，属于易漏地层；沙一～沙二段原始地层压力21.25MPa，压力系数1.0，属常温常压系统；沙二稳原始地层压力36.67MPa，压力系数1.2～1.3，属常温、常一中压系统；沙三段地层压力为47MPa，压力系数1.5，属常温高压系统。 　　 　　2　固井难点分析 　　 　　综合以上地质特点和固井要求，该区块的主要固井难度集中在以下两个方面： 　　(1)大位移、小半径绕障定向井套管居小困难，在拉力和自重作用下，大斜度井段套管与上下井壁大面积接触，套管严重偏心，窄边钻井液很难被水泥浆顶替走，影响封固质量。 　　(2)层问压力不均衡，沙二和沙三段油层压力系数较高，采用长封固段固井容易造成油气窜。 　　(3)水泥浆在大斜度井段凝固时，由于重力作用，形成上稀下稠，上侧的水泥石强度低，渗透率高，易引起油气水窜槽。 　　(4)固井封固段长，上部地层压实作用差、压力低，固井施工过程中极易发生漏失，常规水泥固井的施工风险大。 　　 　　3　水泥浆性能要求 　　 　　(1)低滤失量。(2)零游离液。(3)水泥浆过度时间短。(4)高沉降稳定性。(5)水泥石早期强度发展迅速。(6)水泥石韧性好。 　　 　　4　技术措施 　　 　　针对河50固井难点问题，推荐采用的固井措施为：上部地层采用低密度水泥浆(泡沫或者漂珠)固井，减小固井作业巾作用在上部地层的液注压力，减小井壁内外压差，消除固井施工过程中的漏失，使水泥浆安全返到地面，达到保护套管的目的。油层段采用塑性微膨胀水泥浆体系，防止水泥浆在侯凝过程中由于失重引起的油气水窜问题，改善第一、二界面的固井质量采用这两种水泥浆体系可以很好的解决上述固井难点。 　　 　　4.1低密度泡沫水泥浆体系技术 　　泡沫水泥浆是一种超低密度水泥浆，它是在水泥浆中充入气体(N2或空气)并加入水泥添加剂而形成的一种稳定水泥浆体系，其配制方法有机械充气法和化学发气法。 泡沫水泥浆具有滤失量低、隔热性能好、稳定性好、稠化时间易于控制，并具有低污染和一定的堵漏性能。其突出优点是在较低密度下，仍能保持较高的强度。采用低密度化学泡沫水泥浆固井有利于解决低压易漏井和长封固段井的固井难题，有利于提高固井质量，经济效益明显。 　　泡沫水泥浆与其它低密度水泥相比具有本质上的区别，其技术指标与特点如下：密度低、正常地层压力下适用井深在3000m以内、强度高、导热率低(其导热率在0.25～0.7w／M?℃)、浆体具有可压缩性、水泥石具有可膨胀性，能够补偿水泥浆在凝固过程中的液柱压力和体积损失。因而具有防油、气、水窜能力。 　　 　　4.2低密度漂珠水泥浆体系技术 　　选择漂珠为减轻剂，具有密闭、粒细、质轻、壁薄和活性高等基本性能。可以配制出密度在1.40～1.60 g／cm3的低密度水泥浆体系。该体系流动性较好，具有较高的稳定性、动切力和凝胶强度，在60℃下，失水量小于50 mL，24 h抗压强度大于8.0 MPa。现场实验表明，低密度水泥浆体系可以应用在易漏失井上，能有效地解决这些地区底层压力低，固井时易漏的问题。 　　低密高强漂珠水泥浆体系是基于紧密堆积理论和颗粒级配理论设计的，复合超活性材料(即增强剂)后更具有了良好的性能。浆体超低密度、高强、低渗透、适用井深范围大(漂珠水泥浆适用井深可达到4000m)。此外水泥石具有一定的微膨胀性，具有良好的界面胶结能力，可有效防止收缩和气窜的发生，有利于防止酸性气体对水泥环柱及套管的腐蚀。 　　 　　4.3塑性微膨胀水泥浆体系技术 　　塑性微膨胀水泥浆是通过在常规固井水泥浆内添加一定比例的膨胀剂、增韧剂等外加材料，而形成的一种新型的具有高韧性强度的固井水泥浆体系。高韧性、微膨胀性，是这种水泥浆体系的特点。所谓的高韧性，是指水泥浆中添加了纤维类增韧物质。在常规水泥浆内添加增韧剂，就如同在水泥中加入了“钢筋一样，使“混凝土”变成“钢筋混凝土”，这样就较好地解决了原有水泥浆固化后的脆性问题。 　　针对河50区块特殊的地质结构特点和固井设计要求，优选并开发出了适合该区块地质条件的塑性微膨胀水泥浆体系，该体系具有：(1)低滤失量(50～200mL／30min)：(2)在水泥浆处于塑性状态时，产生明显的塑性膨胀以解决水泥浆在过渡时间内因水化收缩造成的胶凝失重问题，达到防窜的目的：(3)在水泥浆硬化阶段产生膨胀，解决水泥浆硬化后体积收缩剧增、诱发环空微间隙而引起窜槽的问题。此外，该水泥浆体系能大幅度提高水泥环的胶结质量，达到防窜、防渗和提高固井质量的目的。
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专利名称一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆及其制备方法
技术领域本发明涉及用于油气井固井中的防止套管腐蚀水泥浆及其制备方法。
背景技术在油气井长期生产过程中，固井第一界面的套管受到地层流体和温度的作用，会引起套管钢全面腐蚀和严重的局部腐蚀，使得井筒发生早期腐蚀失效，井筒完整性遭到破坏，导致井口套管压力增加，每年对不合格井进行修补就要花费大量资金，甚至面临油气井停产或废弃，阻碍油气田的和谐与持续发展。到目前为止，防止套管腐蚀的方法主要有如下几种1、改变套管钢材的成份通过降低杂质含量或添加一些稀有金属，如锰、钥、铬或镍，提高套管耐腐蚀的能力，用此工艺得到的套管生成成本高，冶炼难度大；2、套管外涂层技术各种有机和无机涂料在套管防护技术中广泛应用，涂层不与介质发生化学反应，起到隔离套管和腐蚀介质的物理屏障，起到减缓腐蚀的作用，用涂料涂层技术防腐存在涂层与套管结合力低，在套管下入过程中涂层容易被刮伤，导致套管表面裸露，形成严重的局部腐蚀；有机涂层还存在易老化和抗高温能力差等方面的不足，一旦涂层鼓泡也会导致严重的局部腐蚀；3、阴极保护技术这种方法是指对套管提供负电流，通过阴极极化使其电极电位移至套管金属氧化还原反应时的平衡电位，从而阻止套管腐蚀的方法，它是一种控制金属电化学腐蚀的保护方法，在阴极保护系统构成的电池中，氧化反应集中在阳极上，从而抑制了作为阴极的被保护金属的腐蚀，阴极保护是一种基于电化学腐蚀原理而发展的电化学保护技术，这种方法存在应用难度大和油区环境难管理的问题。目前很多研究是用阴极保护外加涂层技术来保护套管。经对现有技术的文献检索发现，中国专利名称一种油田油水井套管外防腐工艺，公开号CN1786278A，该专利采用防腐涂层和环氧冷缠带和牺牲阳极极化给套管提供保护电流的方法防止套管外腐蚀。由于采用此法存在成本高、实施和管理维护难的不足，仅适用于局部腐蚀严重的井段。
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆及其制备方法，该水泥浆在满足固井所需的各项工程性能前提下，解决油气井生成过程中套管外腐蚀的技术难题，为油气井长期生产提供保证，克服了以往方法中存在的成本高，工艺复杂，实施困难的问题。本发明所要解决的技术问题还在于提供该防腐水泥浆的制备方法，该方法操作简单，原料成本低，易于形成性能稳定的固井水泥浆。为达到以上技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的。一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，包括以下各组分及重量份数油井水泥100份，腐蚀阻抗剂O. 5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-40份，降失水剂2-8份，缓凝剂0-5份，分散剂O. 5-3份，消泡剂0-2份，水50-150份。所述腐蚀阻抗剂为固态和液态中的任意一种固态的为含钙、钠的金属盐与硅氧化物的混合物，如硝酸钙、硝酸钠、亚硝酸钙、亚硝酸钠和纳米氧化硅；液态的为含胺基类有机物和纳米氧化物的混合物，如乙醇胺、烷醇胺、羧酸胺和纳米氧化硅；所述密度调节剂为粉煤灰、中空玻璃微珠、重晶石粉和铁矿粉；所述稳定剂为硅粉或纯度大于95%的无定型二氧化硅；所述降失水剂为羟乙基纤维素或AMPS聚合物；所述缓凝剂为柠檬酸或羟基葡萄糖酸钙；所述分散剂为醛酮-甲醛缩聚物或萘磺酸钠甲醛缩合物；所述消泡剂为聚醚类或磷酸三丁酯。以上物质均为市售。以下对本发明方法作进一步说明一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆制备方法，称取100份油井水泥、密度调节剂0-200份，稳定剂0-40份和分散剂O. 5-3份干混为干粉；量取水50-150份，称取降失水剂2-8份，缓凝剂O. 5-5份，腐蚀阻抗剂O. 5-10份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(4000 ±200转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂0-2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，即制备得到本发明所述固井中的防止套管腐蚀水泥浆。与现有技术相比，本发明具有如下优点(I)本发明固井防止第一界面套管腐蚀的水泥浆起到了封固井眼和防套管腐蚀的作用，在固井注水泥过程同时完成·，工艺简单，使得套管表面得到均匀保护，克服了当前套管外涂层防腐技术在下套管时涂层受到磨损的缺陷。(2)本发明固井用防止套管外腐蚀水泥浆中的腐蚀阻抗剂通过扩散、运移等机制迁移到套管表面形成保护层，有效时间长，不需要维护，抗腐蚀效率高，从而保证了井筒的完整性，为油气田安全生产提供了保障。(3)本发明固井用防止套管外腐蚀水泥浆，成本较低，普适性较高，腐蚀阻抗剂与其他外加剂配伍性好，水泥浆工程性能稳定，水泥石具有较高的抗压强度，不影响正常的固井作业。
具体实施例方式本发明固井防止第一界面套管腐蚀水泥浆的制备实施例一称取100重量份油井水泥、密度调节剂200重量份，稳定剂40重量份和分散剂3重量份干混为干粉；量取水120重量份，称取降失水剂8重量份，缓凝剂5重量份，腐蚀阻抗剂10重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂2重量份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例二 称取100重量份油井水泥、密度调节剂100重量份，稳定剂25重量份和分散剂2重量份干混为干粉；量取水100重量份，称取降失水剂4重量份，缓凝剂3重量份，腐蚀阻抗剂5重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂I份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。
实施例三称取100重量份油井水泥、分散剂O. 5重量份干混为干粉；量取水50重量份,称取降失水剂2重量份，缓凝剂O. 5重量份，腐蚀阻抗剂O. 5重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，力口入消泡剂O. 2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例四称取100重量份油井水泥、密度调节剂100重量份，稳定剂20重量份和分散剂
O.5重量份干混为干粉；量取水80重量份,称取降失水剂6重量份,缓凝剂2重量份,腐蚀阻抗剂6重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂I份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。实施例五称取100重量份油井水泥、密度调节剂100重量份，稳定剂15重量份和分散剂3重量份干混为干粉；量取水150重量份，称取降失水剂4重量份，缓凝剂3重量份，腐蚀阻抗剂10重量份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，得到本发明所述防止套管外腐蚀水泥浆。本发明固井 防止第一界面套管腐蚀水泥浆的工程性能及防腐性能测试实施例六按照油井水泥试验方法GB/T测试该固井防止第一界面套管腐蚀水泥浆各项工程性能；同时采用失重法评价防腐效果将常用J-55型套管材料加工成30mm*20*6mm的试件,将试件打磨除锈后、用乙醇或丙酮清洗,在干燥器中放置24小时后称重。将称重后的试件放入Φ50*50πιπι模具中，用上述实施例的水泥浆浇注成型，并在90°C水浴中养护48小时后取出，将试样放入模拟某一地层的介质、温度和压力的高温高压釜中腐蚀30天，实验结束后将试样取出，敲开试样取出钢材试件，用1:1体积比盐酸掺加O. 5wt%乌洛托品酸洗除锈2min，除去表面疏松的腐蚀产物，再用蒸馏水冲洗、丙酮脱脂、冷风吹干，在干燥器中放置24小时后称重,参考石油天然行业标准SY/计算抗腐蚀效率,对实施例1-5得到的水泥浆测试其防腐性能，测试结果见表I。表I为本发明固井防止第一界面套管腐蚀水泥浆的性能测试结果
1.一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，包括以下各组分及重量份数油井水泥100份，腐蚀阻抗剂O. 5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-40份，降失水剂2-8份，缓凝剂0-5份，分散剂O. 5-3份，消泡剂0-2份，水50-150份。
2.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述腐蚀阻抗剂为固态和液态中的任意一种固态的为含钙、钠的金属盐与硅的氧化物的混合物，如硝酸钙、硝酸钠、亚硝酸钙、亚硝酸钠和无定型二氧化硅；液态的为含胺基类有机物和纳米氧化物的混合物，如乙醇胺、烷醇胺、羧酸胺和纳米氧化硅。
3.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述密度调节剂为粉煤灰、中空玻璃微珠、重晶石粉和铁矿粉。
4.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述稳定剂为硅粉或纯度大于95%的无定型二氧化硅。
5.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述降失水剂为羟乙基纤维素或AMPS聚合物。
6.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸或羟基葡萄糖酸钙。
7.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述分散剂为醛酮-甲醛缩聚物或萘磺酸钠甲醛缩合物。
8.根据权利要求1所述的固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆，其特征在于，所述消泡剂为聚醚类或磷酸三丁酯。
9.根据上述权利要求所述的一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆的制备方法，其特征在于，称取100份油井水泥、密度调节剂0-200份，稳定剂0-40份和分散剂O. 5-3份干混为干粉；量取水50-150份，称取降失水剂2-8份，缓凝剂O. 5-5份，腐蚀阻抗剂O. 5-10份，溶于水中得到水溶液。然后，将水溶液放在专用混合容器中，搅拌器以低速(转/分钟)转动，并在15秒内加完称取的干粉，盖上搅拌器盖子，并在高速(1转/分钟)下继续搅拌35秒，加入消泡剂0-2份，用木棍轻轻搅动，除去气泡，即制备得到本发明所述固井中的防止套管腐蚀水泥浆。
本发明涉及一种固井用防止第一界面套管腐蚀水泥浆及其制备方法，该防止第一界面套管腐蚀水泥浆由以下各组分及重量份数油井水泥100份，腐蚀阻抗剂0.5-10份，密度调节剂0-200份，稳定剂0-40份，降失水剂2-8份，缓凝剂0-5份，分散剂0.5-3份，消泡剂0-2份，水50-150份。本发明在满足固井所需的各项工程性能前提下，可有效解决油气井固井第一界面套管腐蚀的技术难题，抗腐蚀效率达到92%以上，降低油田开发成本，延长了油气井的使用寿命。
文档编号C09K8/54GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者唐欣, 杨远光, 龚雨, 黄海鸿, 王乐顶, 翟腾飞, 谢应权 申请人:西南石油大学您所在位置： &
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提高固井二界面系统封固质量与研究.pdf64页
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西安石油大学 硕士学位论文
提高固井二界面系统封固质量的研究 姓名：吴旭辉 申请学位级别：硕士 专业：石油与天然气工程 指导教师：李琪;李友臣 座机电话号码 摘要
硕士 吴旭辉 签名
翥士业 t：-萎碧喜雩篓：于三燃
指导教师：李琪 签名 旌丝二‘ 李友臣 签名 要 固井二界面系统封固技术是目前固井行业最具有代表性和先进性的关键技术之一。
该技术关系到实现严密的层间封隔和对套管的保护，保证钻井与试油等后续作业安全顺
利、储层产能测试的准确、分层开采效果长期可靠、储层增产与改造措施的有效。目前
固井质量的问题主要体现在：投产后的层间窜问题，这直接反映出二界面胶结质量差和
水泥环本体有缺陷等问题。因此，二界面系统固井质量不但是油田合理开发和长期稳产
的关键工程工艺环节，而且是保护储层、提高采收率最为重要的保证手段。 本文首先对二界面系统各部分的状态进行分析，建立了二界面系统的模型。然后，
响二界面封固质量的众多因素的分析，并结合固井现场施工的实际情况，分析各工序中
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