一种高强低密度水泥浆体系在苏里格气田的应用

王晓亮

摘 要：苏里格气田属于典型的低渗透率气藏，要求水泥浆体系具有较高强度以及较低密度，本文通过室内试验优选了减轻材料、缓凝剂以及降滤失剂，研制了一种高强低密度水泥浆体系，实验结果表明：该水泥浆体系密度均在1.35～1.40g/m3时抗压强度能够大于10.5MPa，且流变性能较好。同时现场试验一口井，使用后大大提高了水泥浆的上返高度，保证该区块固井质量，取得了良好的效果。

关键词：水泥浆;低渗透;苏里格气田;高强;低密度

0 前言

研究的目的和意义：苏里格气田作为我国“西气东输”工程的重要区块但是其开发难度较大，属于典型的“低孔隙度低渗透率”气藏，这种类型的气藏几乎没有自然产能，提高产能基本上都需要后期压裂。因此，要求水泥浆具有很高的强度和较低的密度，综上所述，为了满足施工要求，针对该区块优选了一种高强低密度水泥浆体系。

1 体系的研究与建立

在水泥浆体系配方中，减轻材料是降低水泥浆密度的关键，而降失水剂如果与水泥浆体系配方复配效果差，就会导致体系性能不稳定，直接影响固井效果。

1.1 减轻材料的选择

水泥浆体系中的减轻材料主要起到在体系中降低密度增强水泥浆体系的强度的作用，同时对水泥浆体系的流变性能等不会产生过多影响。通过理论研究，筛选出三种减轻材料：HANC、PHLIPS、GWOFL。

1.1.1 抗压强度评价

在水泥浆体系中加入三种减轻材料，压模养护48h之后，测试抗压强度。在不同的温度条件下，减轻材料GWOFL的抗壓强度最优，而减轻材料HANC的抗压强度最弱，随着温度升高，水泥石的抗压轻度逐渐增强。

1.1.2 流变性评价

这几种增强材料加入到水泥浆体系中，同时加入一定量的稀释剂，在65℃下测量水泥浆体系的密度以及流变性，考察其对水泥浆体系的影响。通过实验结果表明减轻材料能够大幅度降低水泥浆的密度，其中GWOFL降低率最大，同时减轻材料GWOFL对水泥浆体系的流变性能影响最小。

1.2 缓凝剂的选择

固井水泥浆缓凝剂是一种能够推迟水泥固化，从而延长施工时间，提高工作效率的一种处理剂。通过调研优选了四种缓凝剂：FB、KP、TJ、HNJ-1。

1.2.1 稠化性能评价

将加有不同缓凝剂的水泥浆体系搅拌后，放入稠化仪当中，从开始升温升压至稠度升值100Bc，记录水泥浆体系的稠化情况。四种缓凝剂中KP和TJ的稠化曲线更加趋于直角，优于其他两种缓凝剂。

1.2.2 流变性评价

这几种缓凝剂加入到水泥浆体系中，在65℃下测量水泥浆体系的表观粘度以及动切力，考察缓凝剂对水泥浆体系的影响。通过实验结果可以看出TJ缓凝剂对水泥浆体系的流变性影响最小，综合考虑缓凝效果以及对水泥浆体系流变性的影响（见表1）。

1.3 降失水剂的选择

水泥浆用降失水剂直接影响水泥浆体系的失水造壁性能从而影响井壁稳定性，甚至影响油气井的开发。通过调研筛选了四种水泥浆用降失水剂HPEG、XS、DMC、FAA，分别对这四种处理剂性能进行评价。

1.3.1 降滤失效果评价

将四种不同的降滤失剂按照不同加量加入到水泥浆体系当中，考察水泥浆体系在老化前后的滤失情况，实验结果表明：DMC的降滤失效果最好，HPEG的效果最差。

1.3.2 流变性评价

这几种降滤失剂加入到水泥浆体系中，在65℃下考察降滤失剂对水泥浆体系的影响。通过实验得出：四种降滤失剂对水泥浆体系流变性的影响均不明显。

2 高强低密度水泥浆体系性能评价

2.1 室内评价水泥浆流变性能;

针对高强低密度水泥浆体系的流变性能进行了室内评价，评价结果如表2所示。

室内评价结果表明，水泥浆体系的流变性能符合固井设计要求。

2.2 室内评价水泥浆体系的稠化性能

根据苏里格区块固井总体设计要求，水泥浆体系要达到近直角稠化。小组成员针对高强低密度水泥浆体系的稠化性能进行了室内评价，结果如图4所示：

3 现场试验

2020年9月，高强低密度水泥浆体系在苏11-47-16井进行现场试验，使用后该井声幅曲线良好，大大提高了水泥浆的上返高度，保证该区块固井质量，该水泥浆体系取得了良好的效果。

4 结论

①高强低密度水泥浆体系能够在较低的密度下，保证水泥浆体系具有较高的强度;②高强低密度水泥浆体系具有良好的流变性能，以及失水造壁性能;③高强低密度水泥浆体系适合低渗透率气藏的固井施工，能够大大提高了水泥浆的上返高度，保证该区块固井质量。

参考文献：

[1]郭胜来，等.可循环油基泡沫钻井液体系室内评价及应用[J].长江大学学报（自科版），2014，5（14）：43-46.

[2]王永红.顺北油气田超深窄间隙固井技术研究[D].成都：西南石油大学，2018.