[发明专利]用于封固漏失产层的低密高强防漏水泥浆方法

说明书

技术领域

本发明属于油田固井技术领域，特别是钻井区域用于封固漏失产层的低密高强防漏水泥浆方法。

背景技术

油田钻井区域存在着低压、低渗、低压高渗、裂缝发育、压力体系复杂等特征，其开发难度日益增大，同时由于采注不平衡或地层压力驱动能量损耗而形成压力亏空，形成了低压易漏油层。为了满足固井要求，选择合理的固井压差，适宜的固井水泥浆密度以及合理的施工工艺成为关键。采用常规密度的水泥浆封固油气层，水泥浆液柱压力高，固井施工时漏失的几率较大，往往目的层得不到封固，需要挤水泥补救。尤其是长庆油田的姬塬、靖安等区块，最大井深达到2900米，油层段(从延安组到延长组)最大跨度1000米，近几年都出现固井时下部目的层漏失，引起上部油层未封固的质量事故，严重影响固井一次合格率，造成较大的经济损失和社会影响。随着勘探区域进一步扩大，油井钻井井深的增加，油层段漏失井呈逐年上升趋势，该技术难题已经成为影响固井质量的瓶颈。由于完井阶段堵漏效果不理想，较为有效的方法是使用有堵漏效果的低密度水泥浆，降低固井施工时的液柱压力，防止固井过程水泥浆漏失。

低密度水泥浆由于水固比、外掺料较大，一股具有较低的抗压强度和较高的渗透性。低密高强一直是固井界奋斗的目标。近年来，美国哈里巴顿Revil P等利用紧密堆积理论，提出了一种设计高性能低密度水泥浆的新方法，这种方法基于正确选择用于干混合的组分，并优化配料粒度和配比。据报道用该法配制的1.20g/cm³的水泥浆不仅改善了稳定性和滤失量控制，而且凝固水泥的抗压强度可达到14MPa且渗透率低，已在低压易漏等复杂地层固井中有着较多的应用报道，为解决目的层漏失井固井问题提供了一条可行之路。

国内的低密度水泥浆主要有沸石低密度，粉煤灰低密度，漂珠低密度，微硅低密度，矿渣低密度等多种水泥浆体系。但一股来说，密度偏高(一股大于1.40g/cm³)，稳定性差，强度低，失水大，大多用于非目的层填充段，很少用于油气层的封固。我国在九十年代初期开始研究化学泡沫低密度水泥浆，该类水泥浆在长庆等油田已得到广泛应用，地表密度可达到0.9g/cm³以下。但由于泡沫的可压缩性，所以该类低密度水泥浆的井下密度仅能降低到1.5g/cm³左右。目前，由于化学发泡剂反应的副产物对其它外加剂的影响，使体系的部分性能难以调节。当掺入降失水剂时，水泥石抗压强度降低幅度大，所以应用范围受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现平衡压力固井，解决漏层在目的层的严重漏失井固井质量和水泥返高，用于封固漏失产层的低密高强防漏水泥浆方法。

本发明的目的是这样实现的，用于封固漏失产层的低密高强防漏水泥浆方法，其方法特征是：按颗粒级配原理，将水泥、微硅、漂珠与降失水剂、膨胀剂、减阻剂和水比例混配。

所述的水泥的粒径为1～100μm，漂珠的颗粒粒径为40～250μm，微硅的粒径为0.02～0.5μm。

所述的比例混配是：G水泥67％、漂珠20％、微硅13％、降失水剂1.8％、膨胀剂3.0％、减阻剂1.0％、消泡剂0.3％。

所述的比例混配是：G水泥67％、漂珠20％、微硅13％、降失水剂1.8％、膨胀剂2.5％、减阻剂1.0％、消泡剂0.3％。

所述的比例混配是：G水泥67％、漂珠23％、微硅10％、降失水剂1.8％、膨胀剂3％、减阻剂1.0％、消泡剂0.3％。

所述的比例混配是：G水泥63％、漂珠25％、微硅12％、降失水剂1.8％、膨胀剂3.0％、缓凝剂0.1％、减阻剂1.2％、堵漏剂2.0％。

按上述比例混配后再与水比例混配，水固比在0.67-0.46，水泥浆密度在1.25-1.45g/cm³之间，水泥浆稠化时间在110-240分钟之间。

本发明的优点是：通过优选低密高强水泥浆材料和配方，提高低密度水泥浆的力学性能；提高地层承压能力，防止堵漏材料堵住浮箍和浮鞋的过流通道；通过地层漏失压力预测、漏失速率、循环压力、堵漏效果等条件进行判断，及平衡压力计算，确定水泥浆密度，水泥用量等施工参数。低密高强防漏水泥浆体系在姬塬易漏区块固井18口，未漏失18口。这18口井，产层固井质量合格，水泥返高到位，没有进行二次反挤水泥作业。

本发明的效益体现在如下几方面：

(1)按每年有2～3口井因目的层未封固好，需进行二次固井作业，所需费用如下：

A.挤一次水泥需五～六天时间

以挤水泥需五天计算