摘要

固井操作是钻完井过程中最后的一个工艺，其操作的成效直接影响着油气井的寿命以及油气资 源的开采量。近些年随着资源的不断开采，在固井过程中气窜现象表现比较突出。针对D区块在固井过程中存在的气窜问题展开了水泥浆性能体系研究。研究对于该区块的固井操作具有一定的成效，在该区块具有一定的推广价值。

引言

油气井在注水泥之后，当环形空间内的液柱压力与地层流体的压力之间存在不平衡时，会导致地层中的流体进入到环形空间内，产生纵向流动。在固井操作中，一般将气窜的情况分为初次气窜和二次气窜两种。初次气窜是指在固井作业期间或者固井完成后的短时间内所发生的气窜现象。环空气窜现象是影响固井质量的一个重要因素，发生环空气窜后会导致地层与水泥浆与套管间存在缝隙造成井口冒油冒气，影响油气井的正常生产，甚至会导致油气井的报废。

D区块在钻井至5967 m时开始遇到气侵异常现象，到6777 m共钻遇8套气层。根据D区块情况，针对气层尾管固井，考虑使用防气窜水泥浆体系针对D区块进行封固。为了保证D区块的固井效果，需要针对D区块的地层优选出相应的防窜胶乳水泥浆体系。

1 防气窜水泥浆体系研究

1.1 胶乳加量对水泥浆常规性能的影响

胶乳水泥浆是具有最好防窜效果的水泥浆体系，因此，研究以胶乳水泥浆为主体。在室内，结合D区块的实际固井设计，为达到更好的防窜作用，在胶乳水泥浆体系中加入MX孔隙支撑剂。在水泥浆中加入丁苯胶乳，能够提高水泥环的抗气窜、抗腐蚀性能，保证固井质量。通过室内研究，不同比例下的胶乳含量对水泥浆体系性能的影响结果见表1，胶乳加量对水泥石力学性能的影响见表2。

配方:G级水泥+35%硅粉+淡水+2.5% CJ56L胶乳稳定剂+6%CG88L降滤失剂+3% CF44L分散剂+3%MX+1.33%H63L缓凝剂+1% CX66L消泡剂+胶乳(0%～20%)。

从评价结果可以看出，未纯胶乳构成的体系具有较好的强度和流变性能。但是室内试验显示，在纯胶乳的情况下，水泥浆将产生一定的自由液，所以，在以后的试验中水泥浆配方还要加入一定量的 CG88L，一方面是为了更好地护胶抑制自由液的产生，另一方面可以进一步降低水泥浆失水，提高水泥浆性能。

1.2 水泥浆乳液稳定剂

在水泥浆中使用的胶乳稳定剂，是胶乳水泥浆的关键技术之一。依据乳化稳定机理，室内对应用较广的CJ56L胶乳稳定剂进行了评价。CJ56L加量对水泥浆体系性能的影响见表3。

配方:G级水泥+35% 硅粉(300目) +38%淡水+1%CX601L消泡剂+ 2.5%CF44分散剂+33%CG88L降失水剂+1.33%缓凝剂+3%MXMX+(0～3)%CJ56L胶乳稳定剂+10%胶乳。

由胶乳稳定剂的评价结果可以看出，胶乳稳定剂可以有效地降低胶乳体系的滤失，改善水泥浆的流变性;同时，胶乳稳定剂的加入将延长胶乳水泥浆的稠化时间，所以在实际的现场使用中，需要依据现场情况进行评价确定。

1.3 水泥浆聚合物降滤失剂

室内采用聚合工艺，经过大量的合成筛选和评价，选择了具有无稠化反转特性的AMPS类聚合物 CG88L作为防气窜胶乳水泥浆体系的降滤失剂。 CG88L加量与水泥浆性能见表4。

配方:G级水泥+35%硅粉+38%淡水+2．5% CJ56L胶乳稳定剂+10%CGＲ66L胶乳+4%CF44L 分散剂+3%MX+1．33%H63L缓凝剂+1%CX66L 消泡剂+CG88L降失水剂(试验温度为80℃)。

通过实验结果可以清晰地看出CG88L加量与水泥浆的API失水量的关系:随着CG88L加量的增加，滤失性能得到改善。研究发现，在CG88L浓度达到5%以后，滤失效果的改善程度逐步趋于平缓; 一般情况下，选择5%～8%左右的加量，可以同时兼顾滤失性能和体系的流变性能。同时从实验结果可以看出，CG88L加量在5%～8%时滤失性及其流变性都较好(表5)。

由表5可知，CG88L在水泥浆中加量在7%时滤失性及其流变性都较好。随着温度的上升，滤失量略有增加。采用CG88L配制的水泥浆体系黏度特别是表观黏度较大，但流动性能仍然较好，且与PVA改性的产品比较，具有更好的顶替效率。

2. 结语

针对D区块在固井过程中所存在的气窜问题，在室内针对防气窜体系进行水泥浆常规性能影响实验、水泥浆乳液的稳定性以及水泥浆聚合物降滤失剂实验，最终确定了适合该区块固井的固井水泥浆体系G级水泥+35%硅粉+38%淡水 +2.5% CJ56L胶乳稳定剂+10%CGＲ66L胶乳+4%CF44L分散剂+3%MX+1.33%H63L缓凝剂+1%CX66L消泡剂+7%CG88L降失水剂。

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