[发明专利]一种油气田区域探井固井水泥浆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种油气田探井固井技术，特别是一种油气田区域探井固井水泥浆工艺。

背景技术

在我国油田勘探区域不断扩大，并且向深层次发展，如长庆油田目的层从奥陶系加深到寒武系、震旦系，深井、超深井钻井数量逐年增加。边缘区域探井地域跨度大，分布于鄂尔多斯盆地各地，在伊盟隆起、天环坳陷、渭北隆起、及伊陕斜坡南部都有区域探井，今年还在西缘逆冲带布井。特别是地层温度存在不确定性，部分区域温度异常。如棋探1井，井深5229m，井底静止温度达154.6℃，地温梯度达到3℃/100m。这些区域探井井深4000～5300m，循环温度都在90～130℃，属中高温。

长庆油田油气井一般井深在4000米之内，井温属中、低温，井深超过4000米的深井较少，在固井技术上一直没有形成系统完善的中高温水泥浆体系。当需要中高温条件下注水泥时，主要在使用成熟的中温水泥浆体系中加大缓凝剂加量，或用高温降失水剂和缓凝剂来调节水泥浆性能。水泥浆性能往往出现以下问题：一是稠化时间不稳定，试验重复性差；二是滤失量不容易控制；三是现场固井施工时，水泥浆提前稠化；四是水泥浆超缓凝，固井质量较差。在尾管固井过程中曾出现过水泥浆未顶替到位，提前憋泵留大段水泥塞，或水泥浆超缓凝固井质量差；注水泥塞施工时上提钻具困难，循环出的多余水泥浆有稠化结块的征兆，出现过不同程度的险情和事故，严重威胁着施工安全。

因此，原来以中温水泥浆为主的配方应用于区域探井固井，在技术上存在一定的局限性，给施工带来了许多安全风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺性和稳定性好的油气田区域探井固井水泥浆工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种油气田区域探井固井水泥浆工艺，其特征是：按公式(1)和公式(2)分别校核地层静止温度和循环温度，将井底静止温度乘以80～85％为循环温度，注水泥塞和挤水泥作业试验温度取目的井深静止温度的85～100％；

井底静止温度T_S计算公式：

T_S＝1+H×0.030944    (1)

循环温度T_C计算公式：

T_C＝T_出口温度+H/168  (2)

T_C-循环温度               ℃；

T_S-井底静止温度           ℃；

T_出口温度-钻井液出口温度  ℃；

H-钻井井深                m。

循环温度小于100℃时，在常规使用的中温水泥浆体系的基础上加入USZ分散剂、G60S降失水剂、G64缓凝剂；当循环温度大于100℃时，在常规使用的中温水泥浆体系的基础上，加入USZ分散剂、BXF-200L降失水剂和BXR-200L缓凝剂；当静止温度超过90℃时，在G级水泥中加入35％的石英砂，再加入USZ分散剂、G60S降失水剂、G64缓凝剂；防止水泥石长期在高温作用下强度衰退，水的比例是中温水泥浆体系的52％。

所述的常规使用的中温水泥浆体系是：G级水泥、漂珠、微硅，中温水泥浆体系G级水泥、漂珠、微硅的比例＝85∶15∶5。

所述的当循环温度大于100℃时，降失水剂G60-S占中温水泥浆体系的2％，缓凝剂G64占中温水泥浆体系的0.28％，USZ分散剂占中温水泥浆体系的0.2％。

所述的当循环温度大于100℃时，液体降失水剂BXF-200L占中温水泥浆体系的3-6％，液体缓凝剂占中温水泥浆体系的BXR-200L0.4％。

所述的当静止温度超过90℃时，G级水泥为100份，降失水剂G60-S占G级水泥的2％，缓凝剂G64占G级水泥的0.15％，分散剂USZ占G级水泥的0.2％，石英砂占G级水泥的35％。

本发明的优点是：根据区域探井井深及循环温度范围，从防气窜和保证注水泥施工安全等方面考虑确定水泥浆配方。循环温度小于100℃时，使用G60S降失水剂和G64缓凝剂，当循环温度大于100℃时使用BXF-200L降失水剂和BXR-200L缓凝剂。当静止温度超过90℃时，在G级水泥中加入35％的石英砂，防止水泥石长期在高温作用下强度衰退。在常规使用的中温水泥浆体系的基础上加入石英砂和抗中高温外加剂，形成抗中高温水泥浆体系。这样通过准确掌握地层温度对中深井水泥浆设计，根据不同循环温度确定水泥浆配方外，可保证注水泥施工安全，提高固井质量。

附图说明