摘要：煤层气井固井与常规天然气井固井有一定区别，前者的难点主要表现在：①低温低压下水泥浆强度发展缓慢；②水泥浆中的微颗粒对煤层割理与裂缝易造成充填与堵塞；③井壁稳定性差；④煤层属低压多压力系统剖面，地层压力系数变化规律性差，难以平衡压力固井；⑤煤层流体pH值呈酸性，易和水泥浆滤液反应产生沉淀污染储层。为提高煤层气井的固井质量，根据煤层气井的特点，确定了适用于煤层气井固井的低密度水泥浆体系的设计思路：①选择密度较低、粒径合适、抗压强度适当的减轻剂；②开发减轻剂和活性矿物微粉，利用其填充作用、级配调节作用和晶核作用来提高体系的力学性能；③选择性能良好的成膜型降失水剂和早强剂，控制水泥浆失水并提高早期强度；④确定合适的减轻剜、水泥、矿物微粉的加量比例和粒度分布，根据固井要求选定水固比配制水泥浆。据此开发出了水泥浆密度在1．20～1．50g／cm。范围内可调，水泥浆失水量低，水泥浆在25～50℃条件下早期强度发展迅速，力学性能稳定，流动性良好，施工性能良好的低密度水泥浆体系。实验结果表明，该水泥浆体系能满足煤层气井固井的要求。

摘要：为明确共聚物型油井水泥浆降失水剂的构效关系以及指导新型抗超高温耐盐降失水剂的分子结构设计,通过分子动力学模拟和实验相结合的方法研究了侧链结构对共聚物型降失水剂性能的影响及其抗温耐盐作用机理。实验结果表明,刚性苯环侧基的引入降低了240℃养护后淡水/饱和盐水水泥浆的API失水量,表现出优异的抗超高温耐盐性能。通过分子动力学模拟结果表明,刚性苯环侧基的引入增大了共聚物链段的回转半径,并减弱大量反离子(Na^(+)和Ca^(2+))存在时对共聚物功能基团的去水化作用。这有利于降失水剂在水泥颗粒表面的吸附和水化,并充分发挥其原有使用效能。

摘要：以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,采用新型偶氮类引发剂(V50)合成了AMPS/AM/AA三元抗高温耐盐油井水泥降失水剂,通过设计正交实验,确定了共聚物的最佳合成条件为:AMPS/AM/AA的摩尔比为45∶45∶10,聚合反应温度为60℃,单体质量百分数为9%,引发剂摩尔百分比为0.60%,反应介质pH值为8;反应时间4h。通过红外光谱分析验证了三元共聚物的结构;采用DSC与TG证实了三元共聚物在300℃具有较好的热稳定性;水泥浆性能测试表明,该降失水剂能够在180℃/6.9MPa、饱和盐水中,控制水泥浆API失水量小于100mL。

摘要：欠平衡钻井的发展和某些低破裂压力地层要求固井水泥浆密度低于1.20 g/cm3,有些甚至要求水泥浆密度低于1.00 g/cm3。为此,引入了超低密度水泥浆的概念;分析了所使用的减轻材料选择依据,提出超低密度水泥浆设计原理,超低密度水泥浆密度可达0.96 g/cm3;讨论了超低密度水泥浆稳定性、失水、强度等性能,并对超低密度水泥浆的综合性能进行了试验,结果表明其综合性能优良,可以满足各种固井工程的应用要求。

摘要：深层超深层已成为中国油气增储上产的重要领域,但油气勘探开发难度加大,尤其是深井超深井超高温复杂工况下固井作业安全和固井质量难以保障,对超高温固井水泥浆技术提出了严峻的挑战。其中,缓凝剂是保障深井超深井固井作业安全的关键材料,直接决定着固井作业的成败。然而,目前国内聚合物缓凝剂耐温能力不超过200℃,无法满足井底循环温度超过200℃的固井需求,超高温缓凝剂仍主要依赖进口。为了给深层超深层油气勘探开发提供技术支撑,通过分子结构优化设计、耐温抗盐基团有效介入,采用自由基水溶液聚合方法制备出超高温固井水泥浆缓凝剂DRH-3L,并对其综合性能进行了评价。研究结果表明:①DRH-3L适用温度范围广(70~220℃),缓凝性能优异,220℃下水泥浆稠化时间在500 min以上;②水泥浆稠化时间与加量、温度呈良好的线性关系;③与常用降失水剂配伍性良好;④在50~120℃大温差条件下,水泥石强度发展迅速且对高温水泥石力学强度发展无不利影响。结论认为,所研发的新型水泥浆缓凝剂在超高温深井超深井等复杂井固井中具有良好的应用前景。

摘要：储气库井白6库1井尾管固井存在地层承压能力低、封固段长、井径不规则及井筒承载着交变应力及温度变化等难题。设计通过采取承压堵漏、优化浆柱结构实现平衡压力固井,并引入DRE膨胀韧性水泥浆体系。优化浆柱结构措施有,降低冲洗隔离液密度(低于钻井液密度),增加冲洗隔离液用量(占环空高度800 m);采用双凝水泥浆体系。高效冲洗隔离液使用开发出的兼有疏水性官能团和亲水性官能团的油基钻井液冲洗液DRY-100L作主剂,并使用棱形加重材料DRW-2S,加强了对二界面的冲击力。DRE水泥浆具有良好的综合性能,2 d、7 d抗压强度分别大于16、28 MPa,弹性模量小于6.0 GPa/7 d,韧性改造使其具有"高强度低弹性模量"特性,为该配套技术的推广应用奠定基础,为固井质量的提高提供技术保障。现场固井结果表明,通过采用该膨胀韧性水泥浆进行平衡压力固井,施工顺利,固井质量优质。

摘要：简要介绍了成膜型降失水剂防窜防漏机理。考察了成膜型降失水剂对A,B,C 3种G级油井水泥性能的影响。结果表明,在同一交联度条件下,降失水剂在3种水泥中的表现不同,当交联度为1/30时,A水泥的失水量可以控制在50 mL以内,但是B水泥和C水泥常压养护后稠度太高;交联度为1/70时,B水泥和C水泥的失水量可以控制在50 mL以内,但A水泥的失水不可控。因此,应根据不同品种的水泥对降失水剂的交联度进行调整。该类降失水剂极易产生气泡,采用固体有机硅类消泡剂,其用量占降失水剂2.0%时,能使水泥浆密度达到设计要求。

摘要：高温深井固井质量难以保证,其中一个重要原因是水泥浆在高温条件下的综合性能不能满足要求,尤其是水泥浆在高温条件下的稳定性。对同一水泥浆配方采用不同的试验方法,可能会得到不同的试验结果。从失水、析水及沉降稳定性三个方面对水泥浆的稳定性进行了探讨,着重讨论了高温条件下水泥浆沉降稳定性的评价方法,推荐了现有试验条件下最接近井下实际情况的水泥浆高温沉降稳定性评价方法,对高温深井固井水泥浆体系设计具有一定的指导意义。