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11分钟!DeepFX-L炫技神速固井

11分钟!DeepFXTM-L炫技神速固井

在海上油气井的浅层段,来自过压实浅层沉积岩的浅层水是下套管和固井等作业面临的一大难题。在深水钻井作业中,这个问题变得更为严重。由于过压实区离泥线很近,而且相对水深较深,因此对深水钻井技术的要求变得更高。

液体漏失及气体运移

停泵后,水泥浆静止,可能出现气体运移现象;水泥向地层漏失,将导致液注静压力降低,进一步促使气体或流体向水泥中运移。如果水泥无法获得足够的静切力以抵消地层流体对其施加的压力,那么这种运移将会一直持续下去,并在水泥环中留下窜槽。流体一般在静切力为100磅/100平方英尺时开始运移,当静切力达到500磅/100平方英尺时便可以阻止流动。

浅层水流

含油砂岩地层快速沉积到大片新地层上,将海水或气体圈闭起来,从而形成了浅层水流。随着新地层的不断沉积,在上覆岩层的重力作用下,砂岩地层的压力不断聚集。钻穿这些区域将释放圈闭压力,冲刷较新、未胶结的地层,容易造成非常严重的后果,甚至将整个井口吞噬。

当固井导管或表层套管需要穿过这些区域时,所设计的水泥静液压力不仅要能够适应这些较脆弱或未胶结的地层,还要有能力将液注压力传递到地层,从而保证有足够的阻力把地层水限制在原位,防止其流动。因此,为了应对浅层水流动,通常需要使用过渡时间短的轻质水泥体系。

哈里伯顿固井业务战略经理Simon Turton说:“我们在固井隔离以上这些井段时,必须设计一种高性能水泥浆体系,保证浅层水稳定在原位,不渗入或流入井筒。”

为了控制浅层水流动,哈里伯顿研发了一种名为DeepFX-L的液体水泥添加剂,通常可在11分钟以内使固井水泥达到临界静切力(500磅/平方英尺),从而防止浅层水流动。通过硅酸钙水合物的沉降作用形成足够的静切力。如果不使用添加剂,这一过程将花费几个小时的时间。

“当固井水泥达到临界静切力值后,天然气、石油、水或其他任何具有流动性的物质都将无法穿过水泥。”Turton先生表示,“我们发现井打得越深,可能所需的固井水泥密度越小。”

在地层压力和破裂压力梯度较窄的深水油气井中,通常使用密度在15.8 ppg(约1.89 g/cm3)以下的轻质水泥,以获得较小的循环当量密度(ECD)。

配制轻质水泥的方法仅有几种。第一种方法是向水泥中添加更多的清水,但这会损害水泥的最终性能。另一种方法则是向水泥中加入气相,配成轻质泡沫水泥,然而由于空间限制,往往难以使用添加气体的设备。最后一种配制轻质水泥的方法是使用轻质颗粒添加剂。

DeepFX-L一招治百病

近海和深水固井需要克服相同的困难,包括物流效率、浅层水流动以及气体运移等问题。Deep FX-L添加剂在设计之初就考虑了物流效率,用现有的固井系统即可配制水泥,进而解决浅层水流动和气体运移等难题。

就目前所知,DeepFX-L添加剂对固井水泥密度还没有限制要求。该添加剂在墨西哥海湾深水环境中经过了现场验证,目前哈里伯顿正在将该产品进一步商业化。

DeepFX-L添加剂有助于控制固井水泥体系的漏失,从而提高稳定性。此外,它可以形成早期静切力,缩短水泥静切力达到临界静切力值所需的时间。DeepFX-L是一种液体添加剂,无需大幅度的搅拌,通常在固井作业期间就可以混合到水泥中。

另外DeepFX-L添加剂有助于缩短轻质水泥体系的过渡时间,同时不影响泡沫稳定性和机械性能。

技术优势

  • 将盐和海水混合到水泥中可以控制漏失;
  • 缩短水泥的过渡时间,有助于缩短水泥的凝胶态时间;
  • 可用在泡沫泥浆体系中,不影响泡沫的稳定性和机械性能;
  • 属于液体添加剂,不需要大幅度的搅拌。

应用案例

挑战:墨西哥湾

  • 区块出现潜水层流动风险;
  • 现有的水泥设计方案需多种添加剂共同解决浅层水流动问题,提高了固井难度;
  • 需要同时克服物流、浅层水流动以及气体运移等多个深海难题。

解决方案:DeepFX-L添加剂

  • 单独一种添加剂即可同时解决浅层水流动和气体运移问题;
  • 通过最小化添加剂加量,提高物流效率;
  • 保证水泥浆达到API标准。

应用结果

  • 混合于泥浆中,达到控制滤失的效果;
  • 缩短水泥凝固的过渡时间;
  • 可用于泡沫泥浆,不影响泡沫稳定性和机械性能。

小编手里还握有DeepFX-L添加剂和油田化学品等相关资料,若想获取,请联系技术小编Leia。

来自/Halliburton  译者/白小明  编辑/Leia

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