趙丹 張巖

摘要：在原有緩凝劑不能滿足現(xiàn)有體系施工的要求下，引入新的中低溫緩凝劑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，總結(jié)體系調(diào)配及相應(yīng)的施工工藝技術(shù)，經(jīng)過(guò)應(yīng)用，收到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：中低溫緩凝劑;水泥漿;固井

1.目前存在的問(wèn)題

近年來(lái)，隨著隴東區(qū)塊的不斷開(kāi)發(fā)，油井水平井長(zhǎng)水平段、超長(zhǎng)水平段井?dāng)?shù)量逐年增多，固井難度增大，需要足夠長(zhǎng)的水泥漿稠化時(shí)間，以確保施工安全。為延長(zhǎng)水泥漿稠化時(shí)間，需要性能優(yōu)良的緩凝劑予以調(diào)節(jié)。

目前擁有的中溫緩凝劑使用溫度范圍較小（55-85℃），雖基本能夠滿足隴東區(qū)域常規(guī)井的固井需求;但隨著致密油氣藏開(kāi)發(fā)，油井水平技術(shù)日驅(qū)完善，采用一次全返封固固井，油水平井的水平段不斷加長(zhǎng)，無(wú)有效的緩凝劑，會(huì)給施工安全帶來(lái)較大隱患。固井緩凝劑要求在低溫端（45-55℃）能夠很好的控制水泥漿稠化和膠結(jié)時(shí)間（因水平段灰量較大，施工時(shí)間較長(zhǎng)），確保施工安全。

由于目前分布在隴東油區(qū)，井溫多數(shù)分布在45℃至 65℃范圍內(nèi)，由于稠化與強(qiáng)度變化產(chǎn)生較大矛盾，直接影響固井質(zhì)量，為此引入新的中低溫緩凝劑是技術(shù)關(guān)鍵。

2.新引用的中低溫型緩凝劑性能評(píng)價(jià)

在水泥漿體系調(diào)整、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不但要求引用緩凝劑具有良好的稠化時(shí)間可調(diào)性，還要求其配伍性優(yōu)良，主要要求如下：①對(duì)體系早期強(qiáng)度的發(fā)展影響較低;②不影響體系穩(wěn)定性;③不破壞體系的流動(dòng)性;為此，我們開(kāi)展了一系列的評(píng)價(jià)性實(shí)驗(yàn)研究，并進(jìn)行較為完整的性能評(píng)價(jià)。

2.1基礎(chǔ)性能指標(biāo)

2.1.1對(duì)水泥漿稠化時(shí)間的影響

中低溫緩凝劑是一種灰白色固體粉末，無(wú)毒、無(wú)腐蝕性。加量一般為0.01-0.2%（BWOC），該產(chǎn)品緩凝劑在不同加量，不同溫度梯度下稠化時(shí)間可控可調(diào)，具有良好的緩凝性能。

2.1.2對(duì)水泥漿流變性的影響

在常用溫度50℃條件下，首先考察該緩凝劑對(duì)水泥漿流變性的影響，每隔15min觀察其稠度值變化，發(fā)現(xiàn)加入了該溫帶緩凝劑之后，水泥漿的流變性比不加該溫帶緩凝劑時(shí)得到了一定的提高，其原因是由于該緩凝劑通過(guò)吸附和螯合作用，在水化物的表面形成了一層隔離膜，阻礙了顆粒之間團(tuán)聚，并減小了水泥顆粒直接的摩擦力，使水泥漿的流變性改善。

2.1.3對(duì)水泥石抗壓強(qiáng)度的影響

通過(guò)開(kāi)展對(duì)水泥石強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)研究，對(duì)比發(fā)現(xiàn)隨著緩凝劑加量的增加，水泥漿24h抗壓強(qiáng)度有所下降，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5504.1--2005《油井水泥外加劑評(píng)價(jià)方法第1部分一緩凝劑》中規(guī)定的14 MPa。可見(jiàn)該緩凝劑對(duì)水泥石早期強(qiáng)度影響較小，后期抗壓強(qiáng)度基本無(wú)干擾。

2.2早強(qiáng)早強(qiáng)韌性水泥漿體系基礎(chǔ)性能實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

早強(qiáng)早強(qiáng)韌性水泥漿基本配方：G+2.0%G307A+1.0%GJ-F+2.5%增強(qiáng)劑+1.0%增韌劑+0.3%GFJ，水灰比均為0.44，在50℃條件下，早強(qiáng)韌性水泥漿體系基方稠化時(shí)間明顯偏短（65min），滿足不了施工安全要求，需要加入緩凝劑調(diào)節(jié)稠化時(shí)間。

2.3中低溫緩凝劑對(duì)早強(qiáng)韌性水泥漿體系綜合性能評(píng)價(jià)

引入新緩凝劑，在50℃條件下，考察中低溫緩凝劑在早強(qiáng)韌性水泥漿體系中的綜合性能，水灰比均為0.44，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

可以看出在早強(qiáng)韌性水泥漿體系中，在50℃下，緩凝劑的緩凝時(shí)間可調(diào)性良好，能滿足施工要求，稠化曲線平穩(wěn)，過(guò)渡時(shí)間短，對(duì)水泥石早期強(qiáng)度影響較低，后期基本無(wú)影響。

3.中低溫緩凝劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

中低溫緩凝劑在隴東區(qū)塊油井水平井截至目前共應(yīng)用了94口井，已測(cè)聲幅圖64口，其中早強(qiáng)韌性水泥漿體系中應(yīng)用了44口井，已測(cè)聲幅圖14口，固井一次聲幅合格率達(dá)到100%，聲幅中等以上達(dá)90%以上。

以固平14-62井為例，尾漿100噸，采用早強(qiáng)韌性水泥漿體系，分為四批次混拌。為保障固井施工順利，分別對(duì)尾漿每批次進(jìn)行綜合性能檢測(cè)，確保各項(xiàng)性能符合設(shè)計(jì)要求。

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，與試驗(yàn)調(diào)配階段試驗(yàn)數(shù)據(jù)相接近，水泥與外加劑混拌均勻，水泥漿各項(xiàng)性能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工及后續(xù)要求。

固平14-62井于9月2日進(jìn)行固井施工，施工中水泥漿流動(dòng)性好，密度平穩(wěn)，尾漿72m3，平均密度1.91g/cm3，起壓、碰壓正常，均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。加入低溫緩凝劑后早強(qiáng)韌性水泥漿體系，性能穩(wěn)定，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。固平14-62井聲幅圖目的層封固質(zhì)量?jī)?yōu)良。為后續(xù)低溫長(zhǎng)水平段固井提供了技術(shù)支持。

該體系共應(yīng)用了44口井，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示可以看出，引入中低溫緩凝劑的早強(qiáng)韌性水泥漿體系具有良好的使用效果。

4結(jié)論及建議

1.新緩凝劑對(duì)G級(jí)水泥緩凝效果明顯，水泥漿稠化時(shí)間隨緩凝劑加量的增加而延長(zhǎng)。

2.引入新緩凝劑，解決了在45～65℃范圍內(nèi)早強(qiáng)體系稠化時(shí)間調(diào)整困難的難點(diǎn)，使得早強(qiáng)韌性水泥漿體系的稠化時(shí)間任意可調(diào)，為施工安全奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.新緩凝劑對(duì)早強(qiáng)體系影響較小，強(qiáng)度的影響小于2%，失水和析水性的影響小于1%。