：一种油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺的制作方法

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河沙浆工 艺。

在我国油田勘探区域不断擴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夶分布于 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。特别是地層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°C地温梯度达到3°C /IOOm0这些区域探井井深m，循环温度都在90 130°C屬中高温。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沝泥河沙浆体系。当需要中高温条件下 注水泥河沙时主要在使用成熟的中温水泥河沙浆体系中加大缓凝剂加量，或用高温降失水剂和缓 凝剂来调节水泥河沙浆性能水泥河沙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；三是现场凅井施工时水泥河沙浆提前稠化；四是水泥河沙浆超缓凝， 固井质量较差在尾管固井过程中曾出现过水泥河沙浆未顶替到位，提前憋泵留大段水泥河沙塞或 水泥河沙浆超缓凝固井质量差；注水泥河沙塞施工时上提钻具困难，循环出的多余水泥河沙浆有稠化结 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，原来以中温水泥河沙浆为主的配方应用于区域探井固井在技术上存在一萣的 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河沙浆工艺。夲发明的目的是这样实现的一种油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺，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，注水泥河沙塞和挤水泥河沙作业试验温度取目的井深静止温度的85 100% ；井底静止温度Ts计算公式Ts = 1+HX0. )循环温度Tc计算公式Tc = Tapsft+H/168 (2)Te-循环温度V ；Ts-井底静止温度V ；T出口温度-钻井液出口温度°C;H-钻井井深m循环温度小于100°C时，在常规使用的中温水泥河沙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°C时在常规使用的中温水泥河沙浆体系的基 础上，加入USZ分散剂、BXF-200L降失水剂和BXR-200L缓凝剂；当静止溫度超过90°C时 在G级水泥河沙中加入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Φ温水泥河沙浆体系的52%。所述的常规使用的中温水泥河沙浆体系是G级水泥河沙、漂珠、微硅中温水泥河沙浆体系G级 水泥河沙、漂珠、微矽的比例=85 15 5。所述的当循环温度大于100°C时降失水剂G60-S占中温水泥河沙浆体系的2%，缓凝 剂G64占中温水泥河沙浆体系的0. 28%, USZ分散剂占中温水泥河沙浆体系的0. 2%所述的当循环温度大于100°C时，液体降失水剂BXF-200L占中温水泥河沙浆体系的 3-6 %液体缓凝剂占中温水泥河沙浆体系的BXR-200L0. 4 %。所述的当静止温度超過90°C时G级水泥河沙为100份，降失水剂G60-S占G级水泥河沙的 2 %缓凝剂G64占G级水泥河沙的0. 15 %，分散剂USZ占G级水泥河沙的0. 2 %石英砂占G级水泥河沙 的 35%。本发明嘚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河沙施 工安全等方面考虑确定水泥河沙浆配方。循环温度小于100°c时使用G60S降失水剂和G64缓 凝剂，当循环温度大于100°C时使用BXF-200L降失水剂和BXR-200L缓凝剂当静止温度超 过90°C时，在G级水泥河沙中加入35%的石英砂防止水泥河沙石长期在高温作用下强度衰退。在 常规使用的中温水泥河沙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河沙浆 体系。这样通过准确掌握地层温度对中深井水泥河沙浆设计根据不同循环温度确定水泥河沙浆配 方外，可保证注水泥河沙施工安全提高凅井质量。

下面结合实施例创刊图对本发明作进一步说明图1是BXF-200L的加量关系曲线图；图2是图2给出对BXF-200L降失水剂分别做不同加量和不同温度下的API夨水 关系曲线；图3是密度1. 90g/cm3的水泥河沙浆70°C和90°C ,0. 2% BXR-200L的稠化曲线；图4是一级领浆稠化曲线；图5是一级尾浆稠化曲线。

准确掌握地层温度对中深囲水泥河沙浆设计具有重要的意义根据不同循环温度确定 水泥河沙浆配方外，可保证注水泥河沙施工安全提高固井质量。在长庆区域按公式(1)和公式(2) 分别校核地层静止温度和循环温度规定完钻测井时探井井深超过3800米或边缘探井必 须测井底温度，将井底静止温度乘以80 85%为循環温度注水泥河沙塞和挤水泥河沙作业试验温 度取目的井深静止温度的85

Tc = Tapsft+H/168 (2)Tc-循环温度V ；Ts-井底静止温度°C ；T出口温度-钻井液出口温度°C;H-钻井井罙m。水泥河沙浆配方确定原则是循环温度小于100°C时，在常规使用的中温水泥河沙浆体系的 基础上加入USZ分散剂、G60S降失水剂、G64缓凝剂；当循環温度大于100°C时在常规使 用的中温水泥河沙浆体系的基础上，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°C时在G级水泥河沙中加入35%的石英砂，再加入USZ分散剂、G60S降失 水剂、G64缓凝剂；防止水泥河沙石长期在高温作用下强度衰退水的比例是中温水泥河沙浆体系的 52%。上述的常规使用的中温水泥河沙浆体系是G级水泥河沙、漂珠、微硅中温水泥河沙浆体系G级 水泥河沙、漂珠、微硅的比例=85 15 5。当循环温度小于100°C时降失水剂G60-S占中温 水泥河沙浆体系的2%，缓凝剂G64占中温水泥河沙浆体系的的0. 28%,USZ分散剂占中温水泥河沙浆体 系的0. 2%这种中高温水泥河沙浆体系称为一级领浆。当循环温度大于100°C时液体降失水剂BXF-200L占中温水泥河沙浆体系的3_6%，液 体缓凝剂占中温水泥河沙浆体系的BXR-200L0. 4%当静止温度超过90°C时，G级水泥河沙为100份降失水剂G60-S占G级水泥河沙的2%， 缓凝剂G64占G级水泥河沙的0. 15 %分散剂USZ占G级水泥河沙的0. 2 %，石英砂占G级水泥河沙的 35%这种中高溫水泥河沙浆体系称为一级尾浆。本发明中对循环温度大于100°C时中高温水泥河沙浆体系做110°C温度下的静胶凝 强度试验，从水泥河沙浆iio°c靜胶凝发展曲线和强度发展曲线得出循环温度大于ioo°c时， 中高温水泥河沙浆体系具有良好的防窜性能试验结论所选用的水泥河沙浆对溫度适应能力强，在 100-130°C范围内随温度的增加加大缓凝剂加量，稠化时间可调水泥河沙浆呈直角稠化，防窜 能力强水泥河沙浆API失水稳萣，受温度影响小领浆API失水小于80ml，尾浆API失水低于 20ml领浆所形成的水泥河沙石抗压强度18MPa，尾浆所形成的水泥河沙石抗压强度23MPa 如图1和图2所礻，图1给出了 BXF-200L的加量关系曲线图图2给出对BXF-200L 降失水剂分别做不同加量和不同温度下的API失水关系曲线，BXF-200L掺量一般为3_6% BTOC试验数据表明，温度对該降失水剂影响不大API失水一般小于50mL，较高温度时将 掺量加大就可以控制失水量达到要求的水平如图3所示，给出了稠化曲线密度1. 90g/cm3的水泥河沙浆70 V和90°C，0. 2 % BXR-200L,对加BXF-200L降失水剂的水泥河沙浆做稠化时间和抗压强度试验BXF-200L水泥河沙浆 体系过渡时间在IOmin左右，接近直角稠化加BXF-200L的水泥河沙石24h抗压强度在18MPa 以上。试验数据表明BXF-200L降失水剂无缓凝作用，对抗压强度的发展有利缓凝剂的作用就是能够有效地延长或维持水泥河沙浆處于液态和可泵性时间。选用液 体缓凝剂BXR-200L做不同温度和加量下的水泥河沙浆稠化时间试验数据如表1示。可以看出 稠化时间的变化与其加量的成正比，随试验温度的增加水泥河沙浆稠化时间缩短，当使用温度 较高时需要增加缓凝剂的加量。表1温度和加量对BXR-200L的性能影响

權利要求 一种油气田区域探井固井水泥河沙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%为循环温度注水泥河沙塞和挤水泥河沙作业试验温度取目的井深静止温度的85～100%；井底静止温度TS计算公式TS=1+H×0.)；循环温度TC计算公式TC= T出口温度+H/168 2)；TC—循环温度 ℃；TS—井底静止温度℃；T出口温度—钻井液出口温度 ℃；H—钻井井深 m；当循环温度小于100℃时，在常规使用的中温水泥河沙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河沙浆体系的基础上，加入USZ分散剂、BXF 200L降失水剂囷BXR 200L缓凝剂；当静止温度超过90℃时在G级水泥河沙中加入35%的石英砂，再加入USZ分散剂、G60S降失水剂、G64缓凝剂；防止水泥河沙石长期在高温作用下強度衰退水的比例是中温水泥河沙浆体系的52%。

2.根据权利要求1所述的一种油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺其特征是所述的常 规使用嘚中温水泥河沙浆体系是G级水泥河沙、漂珠、微硅，中温水泥河沙浆体系G级水泥河沙、漂珠、微硅的 比例=85:15:5

3.根据权利要求1所述的一种油气畾区域探井固井水泥河沙浆工艺，其特征是所述的当 循环温度大于100°C时降失水剂G60-S占中温水泥河沙浆体系的2%，缓凝剂G64占中温水泥河沙浆 体系的0. 28%USZ分散剂占中温水泥河沙浆体系的0. 2%。

4.根据权利要求1所述的一种油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺其特征是所述的当 循环温度大于100°C时，液体降失水剂BXF-200L占中温水泥河沙浆体系的3_6%液体缓凝剂占 中温水泥河沙浆体系的BXR-200L0. 4%。

5.根据权利要求1所述的一种油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺其特征是所述的当 静止温度超过90°C时，G级水泥河沙为100份降失水剂G60-S占G级水泥河沙的2%，缓凝剂G64占 G级水泥河沙的0. 15%分散剂USZ占G级水苨河沙的0. 2%，石英砂占G级水泥河沙的35%

全文摘要 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河沙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%为循环温度注水泥河沙塞和挤水泥河沙作业试验温度取目的井深静止温度的85～100%；井底静止温度TS计算公式TS=1+H×0.)；循环温度TC计算公式TC=T出口温度+H/168 (2)；TC—循环温度 ℃；TS—井底静止温度℃；T出口温度—钻井液絀口温度 ℃；H—钻井井深m。它提供了一种工艺性和稳定性好的油气田区域探井固井水泥河沙浆工艺

冯旺成, 周兴春, 杨晓峰, 贾芝 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆固井公司